Курсовая работа: Центральное водяное отопление детского кинотеатра на 300 мест
Название: Центральное водяное отопление детского кинотеатра на 300 мест Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет Кафедра "ТГВ" Курсовая работа на тему: "Центральное водяное отопление детского кинотеатра на 300 мест" Выполнил: Изместьев Д.А. МРИПК, ДОУ ТГВ, набор 2007 г. Проверил: Тюменцев А.Г. г. Улан-Удэ 2009 г. Содержание Введение I. Исходные данные II. Проектирование системы отопления III. Гидравлический расчет системы отопления IV. Тепловой расчет отопительных приборов V. Расчет и подбор элеватора Список использованной литературы ВведениеОтопление поддерживает в помещении на определённом уровне температуру воздуха и внутренних поверхностей ограждающих конструкций. В помещении обеспечивается тепловой комфорт - оптимальная температурная обстановка, благоприятная для жизни и деятельности людей в холодное время года. Отопление - один из видов инженерного (технологического) оборудования здания и, кроме того, является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной установки отопления производится в процессе возведения здания, её элементы увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с интерьером помещения. Функционирование отопления характеризуется определённой периодичностью в течение года и изменчивостью использования мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года. При понижении наружного воздуха и усиления ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха и воздействии солнечной радиации уменьшаться теплоотдача от отопительных установок в помещении. Изменение интенсивности внешнего воздействия на здание может так же сочетаться с неравномерным поступлением тепла от внутренних производственных и бытовых источников, что требует дополнительного регулирования действия отопления. Очевидно, что для создания и поддержания теплового комфорта в помещениях зданий требуются технически совершенные отопительные установки. И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных условий в здании, тем более мощным и надёжным должно быть отопление. I. Исходные данные1. Город - Абакан 2. Характеристика здания: 2.1 Назначение здания - общественное (детский кинотеатр на 300 мест). 2.2 Расчетные условия: tн = - 410 С. 2.3 Расчетные теплопотери помещений принимаются из КР "Расчет теплопотерь здания" II. Проектирование системы отопленияИсточник теплоснабжения В курсовой работе запроектирована центральная система водяного отопления. Источник теплоснабжения - ТЭЦ. Параметры воды во внешней тепловой сети - 150 - 700 С. Выбор расчетных параметров теплоносителя Расчетные параметры теплоносителя согласно требованиям санитарно-гигиенических норм, изложенные в СНиП 41-01-2003 “Отопление, вентиляция и кондиционирование”, принимаем равными: , (для двухтрубной системы водяного отопления с отопительными приборами - чугунными радиаторами). Выбор системы отопления Для центрального отопления с искусственной циркуляцией воды рекомендуется двухтрубная система отопления. Принимаем горизонтальную двухтрубную систему отопления. При двухтрубной схеме теплоноситель параллельно поступает в отопительные приборы, использование кранов двойной регулировки на подающей подводке позволяет регулировать теплоотдачу каждого отопительного прибора и обеспечить равномерность обогрева всех помещений. Выбор типа отопительных приборов и материала трубопроводов К установке принимаем радиатор чугунный секционный МС - 140-108. Радиатор конвективно-радиационный прибор. Отвечает многим требованиям: а) теплотехнические - имеют большую тепловую мощность на единицу длины прибора; б) эксплуатационные - долговечен при использовании, так как более корозионностоек по сравнению с другими отопительными приборами; в) варьирование количества секций, т.е. изменение площади нагрева. Трубопроводы системы отопления приняты стальные водогазопроводные легкие. Выбор типа разводки Принимаем нижнюю разводку, т.к. здание бесподвальное и не имеющее чердака, магистральные трубопроводы прокладываем в подпольных каналах, глубиной 0,4м. В местах перехода трубопроводов через неотапливаемые помещения и в каналах трубопроводы теплоизолируются. Отопительные приборы устанавливаются на отметке 0,2 м от уровня пола. Выбор способа циркуляции Необходимую циркуляцию теплоносителя в трубопроводах в системе отопления здания обеспечивают сетевые насосы на ТЭЦ. Система с искусственной циркуляцией теплоносителя - насосная. Выбор схемы движения теплоносителя в подающей и обратной магистралях. Схема движения воды в магистралях тупиковая (4 ветви по периметру здания). Тепловой пункт располагается в помещении 11. Выбор схемы присоединения системы отопления к тепловым сетям. Выбираем зависимую схему присоединения, ввиду ее меньшей стоимости с подмешиванием воды из обратного трубопровода при помощи водоструйного элеватора. Конструирование системы отопления. С целью локализации холодных потоков воздуха отопительные приборы располагаем по периметру наружных стен под оконными проемами. По возможности стояки располагаем в наружных углах здания и помещений, т.к. это самые благоприятные места для выпадения конденсата. Уклон магистралей делается против движения теплоносителя в сторону теплового узла. Согласно СНиП [1] принимаем уклон равный 0.003. На магистралях устанавливаем вентили и задвижки для отключения отдельных ветвей. На тепловом пункте предусмотрена линия для слива воды из системы, где устанавливаем запорную арматуру до и после элеватора. Выпуск воздуха из системы отопления осуществляется кранами Маевского, которыми оборудованы все отопительные приборы. III. Гидравлический расчет системы отопленияЦель гидравлического расчета заключается в определении диаметров труб для пропуска расчетных расходов теплоносителя, при этом определяются потери давления на всех участках системы отопления. Гидравлический расчет выполняется по законам гидравлики и основан на принципе: расчетное циркуляционное давление, действующее в системе полностью тратится на преодоление сопротивлений в данной системе. Задача гидравлического расчета сводится к распределению расходов по всем элементам системы отопления. Гидравлический расчет выполняем способом удельных линейных потерь давления на трение (R). В данном способе подбираем диаметры труб, задаваясь равными перепадами температур теплоносителя во всех стояках и ветвях, также как расчетный перепад температур во всей системе отопления (). Потери давления на трение и местные сопротивления на участке определяем по преобразованной формуле:
где R - удельные линейные потери давления на трение, зависящие от расхода (G) и от диаметра трубопровода (d) Z - потери давления в местных сопротивлениях, в зависимости от скорости Vи Sx. Расход теплоносителя определяется по формуле: , где - коэффициент, учитывающий дополнительный тепловой поток вследствие округления числа элементов отопительного прибора до целого числа или увеличения площади нагревательной поверхности его до стандартного значения /2/; - коэффициент, учитывающий величину дополнительного теплового потока вследствие расположения отопительного прибора у наружной стены /2/; - расчетная разность температур воды в системе. Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при последовательном соединении участков, определяются по формуле: , Па Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при параллельном соединении двух участков, стояков или ветвей определяются по формуле: , Па В здании запроектирована система отопления, состоящая из основного циркуляционного кольца и малых циркуляционных колец. Так как в исходных данных не задано значение располагаемого давления на вводе , то для двухтрубной системы водяного отопления с механическим побуждением оно определится по формуле: Dрр = Dрн + 0,40×Dре, где Dрн - давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па; Dре - естественное циркуляционное давление, Па. Насосное циркуляционное давление определяется по формуле: Dрн =100×Sl, Па где Sl - сумма длин расчетных участков наиболее протяженного циркуляционного кольца, м. Dре = Dре. пр + Dре. тр , Па Естественное циркуляционное давление Dре. тр в насосных системах с нижней разводкой не учитывается (в виду малого значения). Естественное циркуляционное давление Dре. пр , Па, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах для двухтрубной системы рассчитывается по формуле: Dре. пр = h1 *g*b* (tг - tо ), где h1 =0,5м - вертикальное расстояние между осью элеватора и центром отопительного прибора первого этажа, м; g - ускорение свободного падения, м/с2 ; b= 0,64 кг/ (м30 С) - среднее увеличение плотности воды при уменьшении температуры воды на 10 С. Для основного кольца: Dрн =100×33=33 Па Dре. пр = 0,2*9,81*0,64 (95-70) =32 Па Dре. тр =0 Dре = 32 Па Dрр осн. кольца =13300+0,4*32=13313 Па Гидравлический расчет трубопроводов начинаем с определения среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления Rср , Па/м, по формуле: Rср = 0,9×0,65×Dрр / ål, где 0,9 - коэффициент, показывающий, что 10% Dрр оставляем в запас; 0,65 - потери давления на трение, равные 65% Dрр ; ål - общая длина последовательно соединённых участков, составляющих расчётное циркуляционное кольцо, м. Rср осн. кольца = 0,9×0,65×13313/133= 58,5 Па/м. Ориентировочный расход воды на участке, кг/ч, определяется по формуле: , где Qт. п - теплопотери помещения, Вт, принимаются по КР "Расчет теплопотерь здания"; с - удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4187 Дж/ (кг×0 С); Dtс = tг - tо - расчётная разность температуры в системе, 0 С; b1 , b2 - поправочные коэффициенты, принимаемые по /2, табл.9.4 и 9.5/. Расход воды на участке 12 (перемычка элеватора) определяется по формуле: где Т1=1500 С - температура воды в подающем трубопроводе наружной тепловой сети; Т2=700 С - температура воды в обратном трубопроводе наружной тепловой сети Для удобства гидравлический расчёт сводится в таблице 1, сумма коэффициентов местных сопротивлений по участкам дана в таблице 2. После определения потерь давления на участке определяется суммарная потеря давления в расчетном циркуляционном кольце S (Rl+z) осн. уч и сравнивается с располагаемым давлением. Должно выполняться равенство: S (Rl+z) =0,9*DРр После определения диаметров трубопроводов основного циркуляционного кольца производится гидравлический расчет трубопроводов малого циркуляционного кольца системы отопления и определяется невязка, %, по формуле: , значение не должно превышать 15 % где S (Rl+z) общ. уч - потеря давления в общих участках, входящих в состав сравниваемых колей или ветвей системы, Па. При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметров, необходимо прибегнуть к установке диафрагм на стояках, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где DРд - необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. По основному кольцу : S (Rl+z) =10373 Па 0,9*DРр =0,9*13313=11982Па 11982 Па ≈10373 Па - условие выполняется Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 1 определится по формуле: Dрр малого. кольца = Dрр осн. кольца - S (Rl+z) общих участков , Па водяное отопление детский кинотеатр где S (Rl+z) общих участков - потери давления в общих участках системы (участки 9-15) = 1596,4+402+464,1+37,8+464,1+402+1596,4= 4963 Па, Dрр малого. кольца =13313-4963=8350 Па. Увязка малого циркуляционного кольца 1: Невязка, %, равна: - значение превышает 15 % Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 1 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 100 кг/ч - расход воды на участке 27 DРд = 10373-4963-698,8 = 4711,2 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 2 определится по формуле: Dрр малого. кольца = Dрр осн. кольца - S (Rl+z) общих участков , Па где S (Rl+z) общих участков - потери давления в общих участках системы (участки 10-14) = 402+464,1+37,8+464,1+402= 1769,9 Па Dрр малого. кольца =13313-1769,9=11543,1 Па Увязка малого циркуляционного кольца 2: Невязка, %, равна: - значение превышает 15 % Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 315 кг/ч - расход воды на участке 44 DРд = 10373-1769,9-5231,6 = 3372 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 3 определится по формуле: Dрр малого. кольца = Dрр осн. кольца - S (Rl+z) общих участков , Па где S (Rl+z) общих участков - потери давления в общих участках системы (участки 11-13) = 464,1+37,8+464,1= 966Па Dрр малого. кольца =13313-966=12347 Па Увязка малого циркуляционного кольца 3: Невязка, %, равна: - значение превышает 15 % Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 390 кг/ч - расход воды на участке 68 DРд = 10373-966-6467 = 2940 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Таблица 1 - Гидравлический расчет
Таблица 2 - Таблица КМС
IV. Тепловой расчет отопительных приборовЦель теплотехнического расчета: определение площади нагревательной поверхности отопительных приборов, достаточной для подачи в помещение требуемого количества тепла при расчетных условиях . Исходные данные для расчета: · - тепловые потери помещения; · параметры теплоносителя; · тип отопительного прибора · место и способ установки отопительного прибора. Средняя температура в отопительном приборе, присоединенном к стояку двухтрубной системы отопления, определяется по формуле: tср. = 0,5* (tГ + tО ) tГ ,tО - температуры горячей и холодной воды, 0 С; tв - температура внутреннего воздуха, 0 С. Расчетная площадь теплового потока отопительного прибора qпр., Вт/м2 , определяется по формуле: где Dtср =tср -tв - разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении, 0 С; n, р, спр - экспериментальные числовые показатели /2, табл.9.2/; qном. - номинальный тепловой поток прибора. Теплоотдача открыто проложенных теплопроводов определяется по формуле: Qтр. =qв *lв + qг *lг где qв , qг - теплоотдача 1м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м /2, табл. II.22/; lв , lг - длина вертикальных и горизонтальных труб, м. Расчетная площадь отопительного прибора, м2 , определяется по формуле: Qп - тепловая нагрузка прибора, Вт; 0,9 - поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи открыто проложенных теплопроводов. Число секций в чугунном радиаторе определяется по формуле: ; где f1 = 0,244 - площадь одной секции, м2 ; b4 - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении /2, табл.9.12/; b3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, определяется по формуле: Если расчетное число секций Nр получается не целым, то к установке принимается ближайшее большее число секций Nуст. Пример расчета 1 прибора: При расчете отопительных приборов теплоотдача от труб, проложенных в подпольном канале не учитывалась. tср. = 0,5* (95+ 70) =82,50 С Dtср =82,5-20=62,50 С кг/ч qном. =Qном /f1 =185/0,244=758,2Вт/м Qном - номинальный тепловой поток /2, прил. Х, табл. Х.1/. Вт/м2 n=0,3 р=0.02 спр =1.039 qв =65 Вт/м qг =84 Вт/м lв =1,2м lг =0,8м Qтр. =65*1,2+84*0,8=145 Вт м2 b4 =1 - для открытой установки прибора. Nуст = 3 секции чугунного радиатора. Расчет сводится в таблицу 3. Таблица 3 - Расчет поверхности нагрева отопительных приборов
V. Расчет и подбор элеватораКоэффициент смешения элеватора определяют по формуле: где Т1 - температура воды, поступающей из наружного подающего теплопровода в элеватор, 0 С. Диаметр горловины водоструйного элеватора dг, см, определяется по формуле: Диаметр сопла элеватора определяется с точностью до 0,1мм с округлением в меньшую сторону по формуле: По найденному значению dг подбираем стальной элеватор №1 ВТИ Мосэнерго. Список использованной литературы1. СНиП 41.01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование /Госстрой России. - М.: Госстрой России, 2003. - 39с. 2. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х частях: Ч.1. Отопление/ В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. - 4-е перераб. и доп. изд. - М.: Стройиздат, 1990. - 344 с. |