Содержание

Введение 3

1 Расчёт теплопотерь 4

2 Выбор и размещение отопительных приборов

2.1 Конструирование системы отопления 5

2.2 Разработка расчетной схемы

3 Гидравлический расчёт системы отопления 6

4 Расчёт нагревательных приборов 9

5 Расчет и подбор элеватора 10

Список литературы 12

Приложения



Введение

В данном курсовом проекте необходимо сконструировать и рассчитать систему отопления жилого дома города Калуга, где расчётная температура наружного воздуха t_н = -27⁰С[7, табл. Расчётные параметры наружного воздуха].

Система отопления служит для восполнения теплопотерь, уходящих в окружающую среду в холодное время года через ограждающие конструкции здания, а также для нагрева воздуха, инфильтрующегося через остекление. Восполнение теплопотерьпотерь достигается с помощью отопительных приборов в помещениях. В данном курсовом проекте представлены тепловой и гидравлический расчеты системы отопления, а также расчет приборов и специального оборудования узла управления, основанные на СНиП и требованиях, предъявляемых к системе отопления.

Проектируемое здание трехэтажное, бесчердачное, с неотапливаемым подвальным помещением. Ориентация главного фасада на северо-восток.

Теплоснабжение централизованное водяное с использованием высокотемпературной воды (150/70), поступающей в здание из ТЭЦ.




1 Расчет теплопотерь

Для расчета теплопотерь необходимо взять коэффициенты теплопередач, рассчитанные в курсовой работе по строительной теплофизике:

Наружная стена ;

Окно ;

Потолок последнего этажа ;

Пол над подвалом ;

Перегородка ;

Наружная дверь ;

Теплопотери помещений Q_огр складываются из теплопотерь через отдельные ограждения площадью A, м².

[1, с. 5]

где -тепло теряемое ограждением;

k – коэффициент теплопередачи ограждения, ;

A – площадь ограждения, ;

- внутренняя расчётная температура помещения,;

- наружная расчётная температура,;

n – поправочный коэффициент уменьшения расчётной разности температур для ограждений, не соприкасающихся с наружным воздухом;

β –добавочные теплопотери в долях от основных теплопотерь, [1, прил. А, с 25.]

1. 
   Добавка на ориентацию ограждений по сторонам горизонта – принимаем для всех наружных вертикальных ограждений, обращенных на северо-восток, север, северо-запад, восток в размере 0,1; юго-восток и запад – в размере 0,05;
   
2. 
   Добавка в угловых помещениях общественных зданий, имеющих две и более наружных стены принимаем для вертикальных ограждений, ориентированных на северо-запад, север, северо-восток и восток в размере 0,05; для ограждений, ориентированных по остальным сторонам горизонта, в размере 0,1;
   
3. 
   
   
4. 
   Добавка на поступление холодного воздуха через входы в здания и сооружения, не оборудованные воздушными завесами, – принимаем для одинарных дверей при высоте здания Н, м, в размере 0,27Н от осноных теплопотерь через эти двери, учитывая что в здании двойные двери с тамбуром;
   
5. 
   Добавка на инфильтрацию.
   

Площадь наружных и внутренних ограждений при расчете теплопотерь помещений вычислена, соблюдая правила обмера ограждений по планам и размерам здания.[2, с. 34]

Окна с двойным остеклением в деревянных раздельных переплетах размерами высотой 1,45м;. Наружные двери двойные размерами 1,35х2,3 с тамбуром. Бесчердачное перекрытие и перекрытие над подвалом – железобетонные, утепленные, толщинами соответственно 0,4 м, и 0,4м. Расстояние от пола до потолка этажа –3,5м.

Расчеты теплопотерь сводим в таблицу 1 (приложение 1).

2 Выбор и размещение отопительных приборов

2.1 Конструирование системы отопления

Система отопления питается от тепловой сети (150/70). В здании устанавливаем приборы одного и того же типа. В качестве отопительного прибора по заданию дан чугунный радиатор МС-140-108. Размещены тепловые приборы под световыми проемами помещений, расстояние от низа прибора до поверхности пола составляет 100 мм. В лестничной клетке используются так же отопительные приборы МС-140-108, они размещены между 1 и 2, 2 и 3 этажом. На первом этаже приборы не устанавливаем, так как недостаточно места. Нагрузка приборов определяется в соответствии с теплопотерями помещения. Теплопотери помещения, в которых не устанавливаются отопительные приборы, добавлены к теплопотерям соседних отапливаемых помещений. Отопительные приборы размещены с обеспечением их осмотра, очистки и ремонта, на них устанавливаются терморегуляторы(3,п.п. 3.59^*).

Система отопления двухтрубная с нижней разводкой. Отопительные приборы подключаются к приборам попарно, расстояние между трубами в стояке составляет 80мм. Длина подводок не превышает максимального значения 1,50 м.

Тепловой пункт располагается в подвальном помещении, узел управления смонтирован на внутренней стене. Магистральные трубопроводы расположены в подвале на отметке -0,450. В подвале трубопроводы крепятся на кронштейне с 

подкосом. При размещении магистралей предусмотрен свободный доступ к ним для ремонта и замены, а также уклон 0,002.

Компоновка проведена на планах первого этажа и подвала, а так же аксонометрической схеме с нанесением напорно-регулирующей арматуры и устройства для удаления воздуха.


2.2 Разработка расчетной схемы

В курсовом проекте расчет производим для главного циркуляционного кольца системы (наиболее нагруженная и протяженная ветвь).

Подробный расчет отопительных приборов выполняем только для стояков и ветвей, входящих в это кольцо. Рабочая расчетная схема выполняется для вы

бранного кольца.

Главное циркуляционное кольцо системы с указанием номеров участков, их длин и нагрузок приведено на рисунке 1.

3 Гидравлический расчет системы отопления

В курсовом проекте расчет производим для главного циркуляционного кольца системы (наиболее нагруженная и протяженная ветвь).

Подробный расчет отопительных приборов выполняем только для стояков и ветвей, входящих в это кольцо. Рабочая расчетная схема выполняется для вы

бранного кольца.

Главное циркуляционное кольцо системы с указанием номеров участков, их длин и нагрузок приведено на рисунке 1.

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов системы отопления при заданном располагаемом давлении на вводе .

Определение располагаемого циркуляционного давления [4, с. 88]:

, где

- давление, создаваемое сетевым насосом в зависимости от перепада давления перед элеватором и коэффициентом смешения эле

ватора , определяемое по [4, с.90, р. 10.19], Па;

- естественное давление, возникающее от охлаждения воды в систе

ме, Па.

Перепад давления по заданию .

Коэффициент смешения определяется:

, где

- температура теплоносителя в подающей магистрали в теп

ловой сети определяется по заданию;

- температура воды в обратной магистрали, определяется по заданию;

- температура теплоносителя в системе отопления.

Из [4, рис. 10.19] принимаем

Естественное давление определяется:

, в системах с нижней разводкой можно пренебрегать;

Тогда .

Определяем среднее линейное сопротивление:

, где

- сумма длин участков главного циркуляционного кольца.

Расход теплоносителя , определяется по формуле:

, где

- тепловые потери на участках, Вт;

- коэффициент, учитывающий номенклатурный шаг приборов [4, т. 9.4];

- коэффициент, учитывающий место установки прибора [4, т. 9.5];

- температура теплоносителя в системе отопления;

- температура воды в обратной магистрали.

По расходу теплоносителя , из [4, II.2] определяем диаметр , скорость и сопротивление .

Все данные и результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Местные потери определяются по формуле:

, где

- местные потери для , Па, [4, т. II.3];

- местные сопротивления на каждом из участков.

Местные сопротивления на каждом из участков главного циркуляционного кольца определены согласно [4, т. II.11] и отображены в таблице 2.


Таблица 1-Местные сопротивления

Участок	Местное сопротивление			ξ	Участок	Местное сопротивление	ξ
1, ø40	Вентиль			8	10, ø20	Вентиль	10
	Всего			8		Отвод	1
2, ø32	Тройник поворотный			1,5		Всего	11
	Вентиль			8	11, ø20	Тройник проходной	1
	Всего			9,5		Всего	1
3, ø25	Тройник поворотный			1,5	12, ø25	Тройник проходной	1
	Вентиль			9		Всего	1
	Всего			10,5	13, ø25	Тройник проходной	1
4, ø25	Тройник проходной			1		Всего	1
	Всего			1	14, ø25	Вентиль	9
5, ø25	Тройник проходной			1		Тройник на против.	3
	Всего			1		Всего	12
6, ø20	Тройник проходной			1	15, ø32	Вентиль	9
	Всего			1		Тройник на против.	3
7, ø20	Отвод			2		Всего	12
	Вентиль			9	16, ø40	Вентиль	8
	Всего			11		Всего	8
8, ø15		Крестовина поворотная	3
		Скоба	2
		Прибор	2
		Кран регулирующий	-
		Всего	7
9, ø15		Тройник поворотный	2
		Всего	2

Полученное гидравлическое сопротивление системы и располагаемое давление должны быть связаны следующим отношением:

, с погрешностью .

.

Погрешность -0,82% соответствует нормативной.



Таблица 2 – Гидравлический расчет

№ уч-ка	Qуч, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	v, м/с	R, Па/м	R*l	Сумма ξ	Z1, Па	Z, Па	R*l+Z, Па
1	79005	2883,01	2,3	40	0,617	145,98	335,754	8	189,3	1514,4	1850,154
2	42880	1564,76	6,9	32	0,437	88,80	612,72	9,5	95,13	903,74	1516,455
3	27655	1009,17	0,9	25	0,495	163,49	147,141	10,5	122,61	1287,4	1434,546
4	25680	937,10	0,9	25	0,46	141,79	127,611	1	103,98	103,98	231,591
5	23450	855,73	4,5	25	0,421	119,70	538,65	1	86,3	86,3	624,95
6	5855	213,66	7,3	20	0,17	29,79	217,467	1	14,22	14,22	231,687
7	5855	213,66	1,45	20	0,17	29,79	43,1955	11	14,22	156,42	199,6155
8	1340	48,90	1,3	15	0,071	8,39	10,907	7	2,45	17,15	28,057
9	1340	48,90	1	15	0,071	8,39	8,39	2	2,45	4,9	13,29
10	5855	213,66	0,95	20	0,17	29,79	28,3005	11	14,22	156,42	184,7205
11	5855	213,66	7,3	20	0,17	29,79	217,467	1	14,22	14,22	231,687
12	23450	855,73	4,5	25	0,421	119,70	538,65	1	86,3	86,3	624,95
13	25680	937,10	0,9	25	0,46	141,79	127,611	1	103,98	103,98	231,591
14	27655	1009,17	1,2	25	0,495	163,49	196,188	12	122,61	1471,3	1667,508
15	42880	1564,76	6,9	32	0,437	88,80	612,72	12	95,13	1141,6	1754,28
16	79005	2883,01	2,5	40	0,617	145,98	364,95	8	189,3	1514,4	1879,35
			50,8								12704,432

4 Расчет нагревательных приборов

Подробный расчет производиться для стояка главного кольца - рисунок 2.


Расчет заключается в нахождении номинального потока, по которому производим подбор количества секций отопительного прибора. Номинальный тепловой поток , определяется по формуле:

, где

- расчетная тепловая отдача прибора, Вт;

- тепловая отдача труб, находящихся в помещениях, Вт, опреде

ляемая по формуле:

.

, - теплоотдача 1 погонного метра горизонтальных и вертикальных труб соответственно, определяемая в зависимости от по [4,т.II.2];

- длина горизонтальных и вертикальных труб соответственно в помещении, для первого и второго этажей , для третьего этажа .

, где

- температура теплоносителя в системе отопления;

- температура воды в обратной магистрали;

- внутренняя расчетная температура помещений.

- расход теплоносителя в приборе, кг/ч;

- коэффициент учета расчетного атмосферного давления [4, т. 9.1];

- коэффициент, определяемый по [4, т. 9.2];

- коэффициенты, зависящие от расхода теплоносителя в приборе и определяемая по [4, т. 9.1].

- коэффициент, учитывающий направление движения теплоноси

теля в приборе, принимаемый при движении воды в приборе сверху вниз.
Таблица 3а – Расчет отопительных приборов

№ помещ.	Qпр	∆t	Qтр	G	n	p	c	b	Ψ	Qн
103	1340	62,5	348	48,90	0,3	0,02	1,039	0,992	1	1202
203	975	62,5	348	35,49	0,3	0,02	1,039	0,992	1	778
303	1300	62,5	159,6	47,32	0,3	0,02	1,039	0,992	1	1359

Таблица 4а – Расчет числа секций в отопительном приборе МС-140-108

№помещ	QН	QНУ	β3	β4	Nmin	Nф
103	1202	185	1	1,02	6,627	7
203	778	185	1	1,02	4,289	4
303	1359	185	1	1,02	7,49	8

Подбор приборов осуществляем согласно [4, т. X.1]:

для помещения 103 – прибор МСВ-140-108, 7 секций;

для помещения 203 – прибор МСВ-140-108, 4 секций;

для помещения 303 – прибор МСВ-140-108, 8 секций;

;

- длина горизонтальных и вертикальных труб соответственно в помещении, для первого и второго этажей , для третьего этажа .

Таблица 3б – Расчет отопительных приборов

№ помещ.	Qпр	∆t	Qтр	G	n	p	c	b	Ψ	Qн
104	910	64,5	293,4	33,12	0,3	0,02	1,039	0,992	1	733,8
204	455	64,5	293,4	16,56	0,3	0,02	1,039	0,992	1	219,2
304	901	64,5	136,2	32,80	0,3	0,02	1,039	0,992	1	884,3

Таблица 4б – Расчет числа секций в отопительном приборе МС-140-108

№помещ	QН	QНУ	β3	β4	Nmin	Nф
104	733,8	185	1	1,02	4,046	4
204	219,2	185	1	1,02	1,2	1
304	884,3	185	1	1,02	4,876	5

для помещения 104 – прибор МСВ-140-108, 4 секций;

для помещения 204 – прибор МСВ-140-108, 3 секции (т.к. меньше 3х нельзя);

для помещения 304 – прибор МСВ-140-108, 5 секций;


5 Расчет и подбор элеватора

Элеваторы водоструйные предназначаются для снижения температуры воды, поступающей из тепловой сети в отопительную систему и для создания в системе циркуляционного напора.

При выборе элеватора определяют следующие величины:

1. коэффициент подмешивания

, где

- температура теплоносителя в подающей магистрали в теп

ловой сети определяется по заданию;

- температура теплоносителя в системе отопления;

- температура воды в обратной магистрали.
2. диаметр горловины

, где

- расход теплоносителя в системе отопления;

- суммарное сопротивление системы отопления.

По [5, пр.В] принимаем элеватор стальной водоструйный 40с10бк с диаметром горловины .

3. диаметр отверстия сопла

.

Производим обточку отверстия сопла до 3 мм в диаметре.

4. количество сетевой воды в системе
Грязевики, термометры, манометры подбираем по [5, приложение Е]

Вентили принимаем по [4, т. VI.3] при ø32 L=140мм.

Грязевики подбираем по ø32 серия: 10Г и 16Г, L=350мм.

Термометры (ГОСТ 2823-73*), выбираем термометр с пределом измерения 0÷160ºС.

Манометр - показывающий пружинный, модель ОБМ1-100, пределы измерения до 2,5 МПа, класс точности 2,5; ø100, масса 0,8кг.

Счетчики для воды подбираем по количеству сетевой воды в системе: турбинные водомеры ø40, монтажная длина 200мм.


Список литературы
1 СНиП 2.04.05 - 91 Отопление, вентиляция и кондиционирование / Минстрой России. - М: ГПЦ ПП, 1994. - 66 с.
2 СНиП II –II- 3.79* Строительная теплотехника / Минстрой России, 1995. - 27 с.
3 СНиП 2.08.01 - 89 Жилые здания.
4 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно - технические устройства. Ч. 1. Отопление / Под. ред. И.Г. Староверова. - 4-е издание переработанное и дополненное. - Стройиздат, 1990. - 344 с.
5 Отопление жилого здания: Метод. указ. / Сост. О.Я.Логунова: СибГИУ. –Новокузнецк, 2000.