Курсовая Проектирование системы отопления здания

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 22.11.2024

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра СТС
Курсовая работа
по дисциплине: Теплогазоснабжение и вентиляция
Тула 2010

Введение
Системы отопления – это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне. Системы отопления подразделяются на местные и центральные.

Центральными называют системы предназначенные для отопления многих помещений из одного теплового центра. Тепловой центр может обслуживать одно обогреваемое сооружение и группу сооружений( в этом случае систему отопления именуют районной).

Теплоперенос в системах отопления осуществляется теплоносителем –жидкой средой (вода) или газообразной (пар, воздух, газ). В зависимости от вида теплоносителя системы отопления подразделяют на водяные, паровые, воздушные и газовые.

Центральные системы водяного и воздушного отопления устраивают с естественной циркуляцией теплоносителя или с механическим побуждением циркуляции насосом или вентиляторами.

Водяное отопление применяют при местном и центральном теплоснабжении. Система отопления состоит из теплового пункта, магистрали, отдельных стояков и ветвей с приборными узлами.

Задачей вентиляции помещений является поддержание в них благоприятного для человека состояния воздушной среды в соответствии с нормируемыми ее характеристиками.

Необходимость проектирования систем теплогазоснабжения и вентиляции обусловлена санитарно-гигиеническими требованиями и комфортными условиями проживания.

Основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение) являются затраты на отопление. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в холодное время года на большей части территории страны, когда теплопотери через ограждающие конструкции зданий значительно превышают внутренние тепловыделения. Для поддержания необходимой температуры внутреннего воздуха здания оборудуются отопительными установками. Создание и поддержание теплового комфорта в помещениях жилых зданий – их основная задача.

Состояние воздушной среды в помещениях в холодное время года определяется действием не только отопления, но и вентиляции. Отопление и вентиляция предназначены для поддержания в помещениях помимо необходимой температуры определенных влажности, подвижности, давления, газового состава и чистоты воздуха. Во многих производственных и гражданских зданиях отопление и вентиляция неотделимы, они совместно создают требуемые санитарно-гигиенические условия, что способствует снижению числа заболеваний людей, улучшению их самочувствия, повышению производительности труда и качества продукции.

1. Расчетные параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха принимаются согласно [1] для города Белогорск:

- температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

-37˚С

- средняя температура за отопительный период

-12,6˚С

- продолжительность отопительного периода

z = 219 сут

- зона влажности:

- нормальная
2. Расчетные параметры внутреннего воздуха
Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаются согласно [2] для города Белогорск:

- температура воздуха в жилой комнате – 22 єС;

- температура воздуха в помещении кухни – 21 єС;

- температура воздуха в ванной комнате – 27 єС;

- температура воздуха в санузле – 22 єС (если совмещены санузел и ванная – 27 єС);

- температура воздуха во внутреннем коридоре – 22 єС;

- температура воздуха на лестничной клетке – 18 єС.
3. Теплотехнические характеристики наружных ограждений
Теплотехнические характеристики наружных ограждений принимаются согласно [3] с учетом градусосуток отопительного периода.

ГСОП= (

, градусосут

- температура внутреннего воздуха внутри наиболее характерных помещений. Так как для города Белогорск

-37˚С, то

=22˚С. Тогда
ГСОП = (22-(-12,6))· 219 = 7577,4 (градусосут)
Далее по таблице с учетом ГСОП определяем сопротивление теплопередаче (с интерполированием):

Для наружной двери (двойной с тамбуром между дверями):

4. Тепловой баланс помещений. Определение мощности системы отопления
Таблица 2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха при естественной вытяжке, не компенсируемой подогретым приточным воздухом, и бытовые тепловыделения

№ пом.

Температура внутреннего воздуха tв, ˚С

Размеры пола

Qв

Qб

ширина, м

длина, м

А, м2

01

24

2,8

3,8

10,64

24-(-37)=61

649

106

02

27

2,0

2,2

4,40

27-(-37)=64

282

03

21

3,4

2,4

8,16

21-(-37)=58

473

82

04

22

2,1

0,9

1,89

22-(-37)=59

112

05

27

2,0

2,2

4,40

27-(-37)=64

282

06

22

3,4

5,2

17,68

22-(-37)=59

1043

177

07

18

2,2

12,5

27,50

18-(-37)=55

1513

08

22

3,4

5,2

17,68

22-(-37)=59

1043

177

09

21

3,4

2,4

8,16

21-(-37)=58

473

82

10

22

2,1

0,9

1,89

22-(-37)=59

112

11

27

2,0

2,2

4,40

27-(-37)=64

282

12

24

2,8

3,8

10,64

24-(-37)=61

649

106

13

27

2,0

2,2

4,40

27-(-37)=64

282

14

24

2,8

3,8

10,64

24-(-37)=61

649

106

15

21

3,4

2,4

8,16

21-(-37)=58

473

82

16

22

2,1

0,9

1,89

22-(-37)=59

112

17

22

3,4

5,2

17,68

22-(-37)=59

1043

177

18

22

3,4

5,2

17,68

22-(-37)=59

1043

177

19

22

2,8

3,5

9,80

22-(-37)=59

578

98

20

21

3,4

2,4

8,16

21-(-37)=58

473

82

21

22

2,1

0,9

1,89

22-(-37)=59

112

22

24

2,8

3,8

10,64

24-(-37)=61

649

106

А

18

3,0

5,4

16,2

18-(-37)=55

891

Таблица 3 Тепловой баланс помещений

№ пом.

Qв

Qб

Первый этаж

Промежуточный этаж

Пятый этаж

Итого

Q1

Qи

Qпр

Q1

Qи

Qпр

Q1

Qи

Qпр

01

649

106

824

330

1367

664

266

1207

891

356

1434

6422

02

282

37

15

319

61

25

343

662

03

473

82

647

259

1039

563

225

955

691

276

1083

4982

04

112

15

6

127

26

10

138

265

05

282

37

15

319

61

25

343

662

06

1043

177

683

273

1549

477

191

1343

808

323

1674

7252

07

190

76

190

316

126

316

506

08

1043

177

683

273

1549

477

191

1343

808

323

1674

7252

09

473

82

647

259

1039

563

225

955

691

276

1083

4982

10

112

15

6

127

26

10

138

265

11

282

37

15

319

61

25

343

662

12

649

106

923

369

1466

737

295

1280

1014

405

1557

6863

13

282

37

15

319

58

23

340

658

14

649

106

907

363

1450

723

289

1266

997

399

1540

6788

15

473

82

594

238

986

512

205

904

638

255

1030

4723

16

112

15

6

127

26

10

138

265

17

1043

177

638

255

1504

434

174

1300

763

305

1629

7033

18

1043

177

585

234

1451

434

174

1300

676

270

1542

6893

19

578

98

517

207

997

339

135

819

628

251

1108

4562

20

473

82

594

238

986

512

205

904

638

255

1030

4723

21

112

15

6

127

26

10

138

265

22

649

106

943

377

1486

744

297

1287

1041

416

1584

6931

А

3528

1411

4939

4939

Qзд

88556

5. Компоновка системы отопления
В здании запроектирована однотрубная водяная система отопления, тупиковая, с нижней разводкой магистралей. Параметры теплоносителя в тепловой сети 125-70˚С, а в системе отопления 95-70˚С. Перепад давлений на вводе в здание 50 кПа. Тепловой пункт располагается в подвале здания в специально отведенном помещении вдоль внутренней капитальной стены. Отопительные приборы присоединяются к стоякам во всех помещениях кроме лестничной клетки с помощью смещенного замыкающего участка. Отопительные приборы к стояку лестничной клетки присоединяются по проточной схеме. Удаление воздуха из системы отопления осуществляется с помощью автоматических воздушных кранов, расположенных в верхних точках отопительных приборов последнего этажа.

Применяется открытая прокладка отопительных труб. Длина подводки к отопительным приборам не превышает 1,25-1,5м, уклон подводки - 5 -10 мм на всю её длину (при длине до 0,5м допускается прокладка подводки без уклона). При размещении стояков: обособляют стояки для отопления лестничных клеток, помещают стояки в углах наружных стен, предусматривают их изгибы для компенсации теплового удлинения труб. Магистрали прокладываются в технических помещениях с разделением системы отопления на две пофасадные части. При размещении магистралей предусматривают свободный доступ к ним для осмотра, ремонта и замены, а также уклон (рекомендуется 0,003, при необходимости по СНиП допустим минимальный уклон 0,002) и компенсацию теплового удлинения труб.

На подводках к отопительным приборам устанавливают регулирующие краны (только для эксплуатационного регулирования), имеющие пониженный (до 5) коэффициент местного сопротивления (ручные краны – проходные КРП и трехходовые КРТ; автоматические краны).
6. Гидравлический расчет системы отопления
Гидравлический расчет системы отопления выполняется согласно [4] и [5]. Метод расчета - по удельным потерям давления на участках и постоянному перепаду температур в стояках.

1. Определение располагаемого перепада давлений:

,
где

- располагаемый перепад давлений, Па;

- перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом, Па;

- естественное (гравитационное) циркуляционное давление, Па, которым в ходе расчета можно пренебречь.

Коэффициент смешения элеватора:

При U=1,2 и

=50 кПа перепад давлений после элеватора составляет

=10 кПа.

Тогда

кПа.

2. Определение средних удельных потерь давления на трение

,
где β=0,65 (для систем с искусственной циркуляцией);

- сумма длин участков главного циркуляционного кольца.

Па
3. Определение расхода воды на участках:

теплотехнический нагревательный отопление гидравлический

,
где с – теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг·К);

- коэффициенты, принимаемые в данном случае 1,02 и 1,04 соответственно.

Для участка №12 расход воды определяется по формуле:

Данные расчета представлены в таблице 4.

Определение запаса

,
т.е. является допустимым.

Увязку главного циркуляционного кольца производим с кольцом, проходящим через стояк 4 (табл. 4).

Таблица 4 Гидравлический расчет системы отопления

№ уч.

Q, Вт

G, кг/ч

l, м

d, мм

R, Па/м

Rl, Па

V, м/с

Δpv, Па

Σζ

Z, Па

Rl+Z

1

88556

3228

7,8

50

60

468

0,458

103,02

1,5

154,53

622,53

2

45049

1642

6,8

40

50

340

0,360

63,80

1,5

95,70

435,70

3

25466

928

2,1

32

45

94,5

0,311

47,39

10,5

497,60

592,10

4

20021

730

1,4

25

80

112

0,348

59,10

1,5

88,65

200,65

5

12769

466

3,6

20

120

432

0,363

65,03

1,5

97,55

529,55

6

7522

274

37

20

38

1406

0,198

19,24

133,1

2560,84

3966,84

7

12769

466

3,6

20

120

432

0,363

65,03

3

195,09

627,09

8

20021

730

0,6

25

80

48

0,348

59,10

3

177,30

225,30

9

25466

928

2,1

32

45

94,5

0,311

47,39

12

568,68

663,18

10

45049

1642

6

40

50

300

0,360

63,80

3

191,40

491,40

11

88556

3228

8,2

50

60

492

0,458

103,02

1,5

154,53

646,53

12

-

1761

0,4

40

60

24

0,390

74,60

1,5

111,90

135,90

Σ

9136,76

Расчет стояка
5

5123,48

13

7252

264

26,2

25

70

1834

0,274

37,10

80,3

2979,1

4813,13

Невязка

Таблица 5 Местные сопротивления участков

№ уч.

Наименование местного сопротивления

ζ

Σζ

1

Задвижка 50

Отвод 90˚ 50 – 2 шт.

0,5

0,5

1,5

2

Тройник 50*50*40 в ответвлении

1,5

1,5

3

Тройник 40*32*32 в ответвлении

Вентиль 32

1,5

9

10,5

4

Тройник 32*32*25 в ответвлении

1,5

1,5

5

Тройник 25*25*20 в ответвлении

1,5

1,5

6

Тройник 20 в ответвлении

Тройник 20 на противотоке

Отвод 90˚20 - 2 шт.

Вентиль 20 – 2шт.

Радиаторный участок промежуточный-8 шт.

Радиаторный участок верхний – 2 шт.

1,5

3

1,5

10

11,6

6,4

133,1

7

Тройник 25*25*20 на противотоке

3

3

8

Тройник 32*32*25 на противотоке

3

3

9

Тройник 40*32*32 на противотоке

Вентиль 32

3

9

12

10

Тройник 50*50*40 на противотоке

3

3

11

Отвод 50 – 2 шт

Задвижка 50

0,5

0,5

1,5

12

Тройник 40 в ответвлении

1,5

1,5

13

Тройник 20 в ответвлении

Тройник 20 на противотоке

Отвод 90˚ 20 – 2 шт.

Вентиль 20 – 2 шт.

Радиаторный участок промежуточный–4шт.

Радиаторный участок верхний – 1 шт.

1,5

3

1,5

10

11,6

6,4

80,3

7. Расчет нагревательной поверхности отопительных приборов
Расчет нагревательной поверхности отопительных приборов ведется согласно [5].

Марка отопительного прибора: чугунный радиатор РД-90

Расчет ведется для отопительных приборов одного стояка (стояк 5) по формуле:
,

(табл. 6);

(табл. 7).

Таблица 6 Теплоотдача трубопроводов по стояку 5

Номер помещения и

Наимено-вание участка

d, мм

l, м

, ˚C

˚С

, Вт/м

, , Вт/м

, Вт

108 22˚

Стояк

20

0,40

95,00

73,00

97

38,80

545,70

Стояк

20

0,50

95,00

73,00

78

39,00

Подводка

20

0,35

95,00

73,00

97

33,95

Зам. уч-к

20

0,50

92,33

70,33

74

37,00

Подводка

20

0,35

89,65

67,65

89

31,15

Стояк

20

2,40

89,65

67,65

69

165,60

Стояк

20

3,40

70,00

48,00

45

153,00

Стояк

20

0,80

70,00

48,00

59

47,20

208 22˚

Стояк

20

0,40

89,65

67,65

69

27,60

422,20

Подводка

20

0,35

89,65

67,65

89

31,15

Зам. уч-к

20

0,50

87,34

65,34

66

33,00

Подводка

20

0,35

85,02

63,02

81

28,35

Стояк

20

2,40

85,02

63,02

64

153,60

Стояк

20

3,30

70,00

48,00

45

148,50

308 22˚

Стояк

20

0,40

85,02

63,02

64

25,60

394,80

Подводка

20

0,35

85,02

63,02

81

28,35

Зам. уч-к

20

0,50

82,70

60,70

60

30,00

Подводка

20

0,35

80,38

58,38

73

25,55

Стояк

20

2,40

80,38

58,38

57

136,80

Стояк

20

3,30

70,00

48,00

45

148,50

408 22˚

Стояк

20

0,40

80,38

58,38

57

22,80

371,75

Подводка

20

0,35

80,38

58,38

73

25,55

Зам. уч-к

20

0,50

78,06

56,06

54

27,00

Подводка

20

0,35

75,74

53,74

66

23,10

Стояк

20

2,40

75,74

53,74

52

124,80

Стояк

20

3,30

70,00

48,00

45

148,50

508 22˚

Стояк

20

0,40

75,74

53,74

52

20,80

139,65

Подводка

20

0,35

75,74

53,74

66

23,10

Зам. уч-к

20

0,50

72,87

50,87

49

24,50

Подводка

20

0,35

70,00

48,00

59

20,65

Стояк

20

0,40

70,00

48,00

59

23,60

Стояк

20

0,60

70,00

48,00

45

27,00

Таблица 7. Расчет площади теплоотдающей поверхности отопительных приборов Радиатор марки РД-90, =675 Вт/мІ, f=0,203мІ

Номер помещения

, Вт

, Вт

, ˚С

, ˚С

˚С

˚С

, ˚С

˚С

G, кг/ч

108

1549

545,70

95,00

89,65

5,35

92,33

22

70,33

263,89

208

1343

422,20

89,65

85,02

4,63

87,34

22

65,34

264,37

308

1343

394,80

85,02

80,38

4,64

82,70

22

60,70

263,80

408

1343

371,75

80,38

75,74

4,64

78,06

22

56,06

263,80

508

1674

139,65

75,74

70,00

5,74

72,87

22

50,87

265,81

Схема подачи воды

n

p

b

, Вт/мІ

,мІ

m, шт.

↑↓

0,25

0,04

1

671

1

1,06

1,53

1,024

7

0,25

0,04

1

612

1

1,06

1,54

1,024

7

0,25

0,04

1

558

1,02

1,06

1,72

1,013

8

0,25

0,04

1

505

1,03

1,06

1,94

1,003

10

0,25

0,04

1

447

1,04

1,06

3,43

0,967

17

8. Подбор вспомогательного оборудования индивидуального теплового пункта
1. Подбор элеватора

Для подбора элеватора определяем расчетный коэффициент смешения (с 15 %-ным запасом) и приведенные расход воды:

,
где

- расход воды на головном участке системы отопления – из гидравлического расчета с переводом, т/ч;

Потери давления в главном циркуляционном кольце системы отопления с 10 %-ным запасом, Па.

(т/ч)
Принимаем элеватор ВТИ – теплосети Мосэнерго номер 1 со следующими характеристиками:

- диаметр горловины – 15 мм;

- размеры: L=425 мм, А=90 мм, С=110 мм,

=37 мм,

=51 мм,

=51 мм;

- длина сопла полная – 110 мм;

- длина сменной части сопла – 55 мм;

- масса элеватора – 10 кг;

- диаметр сопла – 12 мм.

2. Подбор грязевика

Подбор грязевика осуществляем с учётом диаметров подводящих трубопроводов так, чтобы скорость в поперечном сечении корпуса была не более 0,05 м/с:

, где

При температуре 95˚ плотность воды равна 961,9 кг/мі, тогда

мі/ч

м
Принимаем грязевик № 2 серии 10Г с

=40 мм,

=159 мм и размерами: H=270 мм, L=350 мм, d=40 мм, s=3,5 мм, h=170 мм. Масса грязевика 21,28 кг.
9. Расчет воздухообмена помещений здания
Воздухообмен помещений определяется по одной из формул:

или

,

где L- количество воздуха, удаленного из помещения, мі/ч; n – нормативная кратность воздухообмена, 1/ч; V- внутренняя кубатура помещения, мі; m – норма воздухообмена на 1 мІ площади пола помещения, мі/(ч·мІ).

Таблица 8. Определение воздухообмена помещений и ориентировочных размеров вертикальных вытяжных каналов

№ пом.	Наименование помещения	Площадь , A, мІ	Кратность или норма воздухообмена, n, 1/ч, m, мі/(ч·мІ)	Воздухообмен помещения, L, мі/ч
01	жилая комната	10,64	3	32
02	ванная	4,40	25	25
03	кухня	8,16	90	90
04	санузел	1,89	25	25
05	ванная	4,40	25	25
06	жилая комната	17,68	3	53
07	коридор межкв.	27,50	-	-
08	жилая комната	17,68	3	53
09	кухня	8,16	90	90
10	санузел	1,89	25	25
11	ванная	4,40	25	25
12	жилая комната	10,64	3	32
13	ванная	4,40	25	25
14	жилая комната	10,64	3	32
15	кухня	8,16	90	90
16	санузел	1,89	25	25
17	жилая комната	17,68	3	53
18	жилая комната	17,68	3	53
19	жилая комната	9,80	3	29
20	кухня	8,16	90	90
21	санузел	1,89	25	25
22	жилая комната	10,64	3	32
А	лестничная клетка	16,2	-	-

10. Компоновка естественных вытяжных вентиляционных систем
В здании запроектирована вытяжная и приточная вентиляция с естественным побуждением. Удаление воздуха из помещений квартир запроектировано через вытяжные каналы кухонь, уборных, ванных и совмещенных санузлов. Вытяжной канал из кухни можно объединять с вытяжным каналом из ванной комнаты (при совмещенном санитарном узле); вентиляционные каналы из уборной и ванной одной квартиры можно объединить в общий канал; вентиляционные каналы из кухонь и санитарных узлов, расположенные на разных этажах, можно объединить в сборный вертикальный канал. Для систем, которые объединяют вытяжные каналы квартир, ориентированные на одну сторону, устанавливают дефлектор.
11. Аэродинамический расчет естественной вытяжной вентиляционной системы
Расчет ведется методом удельных потерь давления.

1.Определение располагаемого естественного давления

Располагаемое естественное давление определяется по формуле:

,
где

Н - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

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

- плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/мі.

При температуре наружного воздуха

= 5˚С плотность воздуха равна 1,27 кг/мі, при температуре внутреннего воздуха равной

= 22˚ (с/у) плотность воздуха равна 1,197 кг/мі;

= 21˚ (кухня) плотность воздуха равна 1,201 кг/мі;

= 25˚ (ванная) плотность воздуха равна 1,185 кг/мі.

Располагаемое давление для вентиляционного канала из кухни для разных этажей (с учётом, что вытяжка воздуха из помещений производится из верхней зоны на высоте 0,5м от потолка) составит:

Па

Па
Располагаемое давление для вентиляционного канала из с/у для разных этажей (с учётом, что вытяжка воздуха из помещений производится из верхней зоны на высоте 0,5м от потолка) составит:

Па

Па
Фактические суммарные потери давления на указанных участках не должны превышать располагаемого давления.

2. Определение полных потерь давления

Изначально принимаем скорость движения воздуха V
ґ=1,0м/с и определяем ориентировочный размер сечения канала по формуле:

По принятому сечению канала фактическую скорость воздуха на участке определяем по формуле:

Эквивалентный диаметр трения по скорости для канала:

теплотехнический нагревательный отопление гидравлический

Таблица 10 Коэффициенты местных сопротивлений

Номер участка	Наименование местных сопротивлений	ζ	Σζ
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10	Жалюзийная решетка с подвижными жалюзи	1,21	2,31
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10	Отвод под 90˚	1,1	2,31

12. Подбор вспомогательного оборудования
Жалюзийные решетки принимаем размером 200*200 с живым сечением 0,023мІ.

Принимаем дефлектор №3 с диаметром патрубка 300 мм.

Список литературы
1. СНиП «Строительная климатология» 23.01.99*/ Госстрой России, М. 2003.

2. ГОСТ 30494-96. Международный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. М.НТКС, Москва, 1999.

3. СНиП «Тепловая защита зданий» 23-02-2003/ Госстрой России. – М.: 2004.

4. СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» 41-01-2003/ Госстрой России, М. 2004.

5. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч.Ч.1. Отопление/ В.Н. богословский, Б.А.Крупнов, А.Н. Сканви и др.; Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1990 – 344 с.: ил. – (Справочник проектировщика).

Размещено на Allbest.ru

Bukvasha