Реферат: Расчет системы отопления и вентиляции промышленного здания

Стены выполнены из кирпичной кладки, боковые стены имеют двойное остекление. Крыша – бесчердачное покрытие из железобетонных плит с цементной стяжкой со слоем изоляции и гидрозащитой.

На фасадной стене имеются двухстворчатые деревянные ворота. Пол покрыт асфальтобетоном (по земле).

Окна – двойной спаренный переплет с двойным остеклением (расстояние между стеклами 30÷60 мм).

Система отопления, применяемая в здании – двухтрубная с нижней разводкой, присоединенная к тепловой сети через узел управления, расположенный по фасадной стене. Источник отопления – вода из тепловой станции.

Параметры теплоносителя: температура наружной тепловой сети – 70 ÷ 150 ºС

Температура воды в местной сети – 70 ÷ 95 ºС.

Вентиляция – приточно-вытяжная с естественным и механическим побуждением.

НСф	- Наружная стена фасад
НСт	- Наружная стена торец
НСп	- Наружная стена правая
НСл	- Наружная стена левая
Пт	- Потолок
Пл	- Пол
ДОл	- Двойное окно левое
Доп	- Двойное окно правое
В	- Ворота

Таблица исходных данных.

№ варианта	1
Размеры здания (м)	105х24х8
Площадь остекления, % от площади наружной стены	50%
Площадь ворот, % от площади наружной стены	25%
Ориентирование ворот на стороны света	Ю-з
Расчетная наружная температура для отопления, t_нро	- 30 ºС (Калуга)

2. Определение основных тепловых потерь

2.1. Определение требуемых тепловых сопротивлений для наружных стен.

Q_осн = kF (t_вн – t_нро ) [_Вт /м² /с],

где Q_осн - количество тепла, которое передается от внутренней среды к внешней через 1 м² разделяющей их стенки в единицу времени при разнице температуры внутренней и внешней поверхностей с 1° С;

F - площадь поверхности ограждения;

[к] - коэф. теплопередачи отдельного ограждения;

t_вн = 16 °С – температура внутреннего воздуха;

t_нро = -30 °С – температура наружного воздуха;

F(НС_т ) = b*h = 192 м²

F(НС_бл ) = F(НС_бп ) = l*h – F_ост /100 * l*h = 420 м²

F(НС_ф ) = b*h – F_в /100 * b*h = 144 м² .

k= 1/R₀

R₀ ≥ R_0тр

R_0тр = (t_вн – t_нро )/Δt^H * R_вн * n

Δt^H = 10

R_вн = 0.115
n = 1

R_0тр = (16 – (-30))/10 * 0.115 * 1 = 0,529

Пусть R₀ ^кирп = 0,529 → δ_кирп = 395 мм

ΣR_сл = δ₁ /λ₁ + δ₂ /λ₂ + δ₃ /λ₃ = 0.015/0.93 + 0.025/0.93 + 0,395/0.815 = 0.527

R₀ = 1/α_int + ΣR_сл + 1/α_ext = 1/8.73 + 0,531 +1/23 = 0.689 ≥ R_0тр
k = 1/R₀ = 1.45

Q_{осн (НСф)} = 1,45*144 *(16 + 30) = 9604,8[Вт],

Q_{осн (НСт)} = 1,45*192 *(46) = 12806,4 [Вт],

Q_{осн (НСб)} = 1,45*840 *(46) = 56028 [Вт].

2.2. Определение требуемых тепловых сопротивлений для бесчердачного покрытия.

Q_осн = kF (t_вн – t_нро ) [_Вт /м² /с],

F(ПТ) = b*l = 2520 м²

k= 1/R₀

R₀ ≥ R_0тр

R_0тр = (t_вн – t_нро )/Δt^H * R_вн * n

Δt^H = 8

R_вн = 0.115
n = 1

R_0тр = (16 – (-30))/8 * 0.115 * 1 = 0,66

ΣR_сл = δ₁ /λ₁ + δ₂ /λ₂ + δ₃ /λ₃ + δ₄ /λ₄

δ₁ = 0,03 м; λ₁ = 1

δ₂ = 0,15 м (теплоизоляция); λ₂ = 0,4

δ₃ = 0,1 м (цем.стяжка); λ₃ = 0,75

δ₄ = 0,15 м (жб плита); λ₃ = 1,63

ΣR_сл = 0,03/1 + 0,1/0,4 + 0,1/0,75+0,15/1.63=0.51

R₀ = 1/α_int + ΣR_сл + 1/α_ext ≥ R_0тр

(0.51) + 1/8.73 +1/23=0.66 ≥ R_0тр

k = 1/R₀ = 1.515

Q_{осн (ПТ)} = 1,515 * 2520 *(16 + 30) = 175618.8 [Вт].

2.3. Определение тепловых потерь оконных проемов.

Q_осн = kF (t_вн – t_нро ) [_Вт /м² /с],

k = 1/R₀ = 2,67

F(ПТ) = ½ *h*l = 420 м²

Q_{осн (ДОл)} = Q_{осн (ДОп)} = 2,67 * 420 *(16 + 30) = 51.6 [кВт].

2.4. Определение тепловых потерь ворот.

Q_осн = kF (t_вн – t_нро ) [_Вт /м² /с],

k = 2*1,163

F(ПТ) = 1/4 *h*b = 48 м²

Q_{осн (В)} = 2*1,163 * 48 *(16 +30) = 5,1 [кВт].

2.5. Определение тепловых потерь пола.

Q_осн = kF (t_вн – t_нро ) [_Вт /м² /с],

F_I =516 м² ; R_I = 2.15 м² К/Вт

F_II = 468 м² ; R_II = 4.3 м² К/Вт

F_III = 436 м² ; R_III = 8.6 м² К/Вт

F_IV =1116 м² ; R_IV = 14.2 м² К/Вт

Q_{осн (ПЛ)} = (F_I /R_I + F_II /R_II + F_III /R_III + F_IV /R_IV )*(t_вн – t_нро ) = 21,9 [кВт].

2.6. Ведомость тепловых потерь.

№ п/п	Обозн огражд	Ориент огражд	Площ огражд	Основные теплопотери Q=KF(tвн-tнар)	Коэф теплопотерь	Попр коэф	Поправки					Q
№ п/п	Обозн огражд	Ориент огражд	Площ огражд	Основные теплопотери Q=KF(tвн-tнар)	Коэф теплопотерь	Попр коэф	β₁	β₂	В1+в2	β₄		Q
1	НСф	ЮЗ	144	9,6	1,45	1	0	5	5	1,05		10,08
2	НСт	СВ	192	12,8	1,45	1	10	5	15	0.86		9885,35
3	НСбл	СЗ	420	56	1,45	1	10	5	1.5	0.86		56799,64
4	НСбп	ЮВ	420	56	1,45	1	5	5	1.5	0.86		51793,5
5	ДОбл	СЗ	420	51,6	2,67	1	10	5	1.5	0.86		67012,31
6	ДОбп	ЮВ	420	51,6	2,67	1	5	5	1.5	0.86		61106,06
7	В	ЮЗ	48	5,1	2,326	1	0	5	1.5	0.86		3744,11
8	ПТ	-	2520	175,6	1,515	1	10	5	1.5	0		128398,77
9	ПЛ	-	2520	21,9	0,22	1	0	0	0	0		92127,375

											∑ Q	478,706

В3=10%=1.1

В4=(8-4)*2%=8%=1,08

В5=15%=1,15

Qтп=3,33*∑ Q

2.7. Тепловые потери на инфильтрацию.

Q_инф = [kG_ок F_ок + 0,7G_В F_В ] С_р (t_вн - t_нро )

k = 0,8
G_ок = 13 кг/(м² *К*ч) – для высоты расположения центра оконного проема 4 м

G_В = 100 кг/(м² *К*ч) – для высоты расположения центра ворот 3 м

С_р = 1006 Дж/(кг*К).

t_вн = 16 ºС; t_нро = -29 ºС

F_ок = 420 м²

F_В = 48 м²

Q_инф = [0,8*13*525 + 0,7*100*31,5]*1006*(16 – (-29)) = 96,39 кВт

2.8. Тепловые потери на нагрев материалов.

Q_нагр = G_m *c_m *(t_вн - t_нро )

G_m ^сут = 43200 кг/сутки

G_m = 0,5 кг/с

c_{m (сталь)} = 0,482

Q_нагр = 0,5*0,482*(16 – (-29)) = 10,84 кВт

3. Теплопоступления

3.1. Расчет тепла, поступающего за счет лучистой энергии солнца.

Q_л = q_пт *S_пт + q_ост *S_ост

S_ост = 525*1 = 525 м² ; q_ост = 100 Вт/м²

S_пт = 2700 м² ; q_пт = 20 Вт/м²

Q_л = 106,50 кВт

3.2. Расчет тепла, поступающего от внутренних источников.

ΣQ_вн = Q_чел + Q_н.п. ^ок + Q_эл + Q_техн

1) Q_чел = β_инт * β_од (2,5+10,36*√w_в )*(35 – t_вн )*n_чел
β_инт = 1
β_од = 1
w_в = 1 м/с
n_чел = (2700)/40 = 67,5
t_вн = 16 ºС

Q_чел = 16,49295 кВт

2) Q_н.п. ^ок = α*F_нп (t_нп – t_вн )
α = 11,6
F_нп = 100 м²
t_нп = 60 ºС

Q_н.п. ^ок = 51,04 кВт

3) Q_осв = k*N_осв

N_осв = q_ос /F_пл =100*2700=270 кВт
k^осв = k₁ *k₂ *k₃ *k₄ = 0.8 * 0.5 * 1 * 0.5 = 0.2
Q_осв = 54 кВт

4) Q_эл = N*ab
N = 50 кВт
a=0,6 b=0,7

Q_эл = 21 кВт

ΣQ_вн = 142,53 кВт

4. Уравнение теплового баланса

Q₀ = [Q_тп + Q_инф + Q_нагр ] - [∑Q_вн ⁺ Q_луч ]

[Q_тп + Q_инф + Q_нагр ] = 678,24 кВт

[∑Q_вн ⁺ Q_луч ] = 226,8 кВт

Q₀ = 451,44 кВт

[Q_тп + Q_инф + Q_нагр ] > [∑Q_вн ⁺ Q_луч ]

5. Выбор типа и количества отопительных приборов.

Принимаем к установке приборы типа конвектор настенный без кожуха «Прогресс 15»

Тип – 15 К2 – 1,2

F_нагр = 5,3 м²

Q_н ^усл = 1617 Вт

Габаритные размеры:

L = 1285 мм

B = 92 мм

H = 196 мм

Комплексный коэффициент приведения расчетного теплового потока к расчетным условиям:
φ_к = (Δt_ср /70)¹⁺ ⁿ (G_пр /360)^P *b*ψ*c

Δt_ср = (Δt_б - Δt_м )/(2,3* lg (Δt_б /Δt_м )) = ((95-16) – (70-16))/(2,3* lg (95-16)/(70-16)) = 66,5 – среднелогарифмический температурный коэффициент,
n = 0.2
p = 0.06
c = 1 – экспериментальные числовые значения, учитывающие тип отопительного прибора, направление движения воды и ее расход,

G_пр = Q_н ^усл /(с*(t_г – t_х )) = 1617/(4190*(95-70)) = 0,0154 кг/с = 55,57 кг/ч
b = 0.99 – коэффициент учета атмосферного давления в данной местности
ψ = 1
φ_к = (66,5/70)^1+0,2 (55,57/360)^0,06 *0,99*1*1 = 0,832

Q*_пр = Q_пр * φ_к = 1617 * 0,832 = 1345,344 Вт
n_пр = Q₀ / Q*_пр = 340000/1345,344 = 252 приборов
n_сек = n_пр / n_ок = 252/(60) ≈ 4 секции

6. Гидравлический расчет

ΔP = 10000÷12000 Па – располагаемый напор.

ΔP ≥ΔP_л + ΔP_м

ΔP_л = R_л *l

ΔP_м =∑ξ(ρw²/2)

R_л _. _ср = ΔP(0,5÷0,6)/ l_к

l_к = l_э + (b/2)*2 + (l/2)*2 + h_пр *2

l_к = 10+18+150+1,6=179,6 м

R_л _. _ср =10000*0,55/179,6=30.8

G = Q /(с*( t_r ′ – t_м ″))

Q= n_пр *(Q_пр *

№	Кол-во приборов	Q, Вт	G, кг/ч	R_л	l,м	D, мм	w,м/с	Δ *P_л =Rлl,** Па	Σξ	ρw² /2	Δ *P_м =ρ/2Σξw² , Па*	Δ P, Па/м
0-1	6	7761,6	266,75	12	4,5	25	0,016	54	2	0,12	0,25	54,25
1-2	12	15523,2	533,49	6	4,5	40	0,12	27	2	7,02	14,04	41,04
2-3	18	23284,8	800,24	24	5,0	32	0,29	120	2	40,99	81,99	201,99
3-4	24	31046,4	1066,99	20	5,5	40	0,2	110	2	19,5	39	149
4-5	30	38808	1333,73	8	5,5	50	0,2	44	2	19,5	39	83
5-6	36	46565,6	1600,48	12	5,0	50	0,24	60	2	19,5	39	99
6-7	42	54331,2	1867,23	16	4,5	50	0,3	72	2	43,87	87,75	159,75
7-8	48	62092,8	2133,98	22	5,0	50	0,3	110	2	43,87	87,75	197,75
8-9	54	69854,4	2400,72	7	5,0	65	0,2	35	2,5	19,5	48,75	83,75
9-10	60	77616	2667,47	8	10	65	0,2	80	2,5	19,5	48,75	128,75
10-11	66	85377,6	2934,22	10	10	65	0,26	400	2	32,95	65,91	465,91
11-12	72	93139,2	3200,96	12	4,5	65	0,3	54	2	43,87	87,75	141,75
12-13	78	100900,8	3467,71	4	5,5	80	0,2	22	2	19,5	39	61
13-14	84	108662,4	3774,46	16	5,0	65	0,1	80	2	4,875	9,75	89,75
14-15	90	116424	4001,21	5	4,5	80	0,2	22,5	2	21,5	86	108,5
15-16	96	124185,6	4267,95	20	5,5	65	0,4	110	2	78	156	266
16-17	102	131947,2	4534,70	24	4,5	65	0,4	108	2	78	156	264
17-18	108	139708,8	4801,45	26	5,0	65	0,4	130	2	78	156	286
18-19	114	147470,4	5068,19	30	5,5	65	0,45	165	2	98,72	197,44	362,44
19-20	120	155232	5334,94	9	5,0	80	0,3	49,5	2	43,87	87,74	137,24
20-21	126	162993,6	5601,69	9	5,0	80	0,3	45	2	43,87	87,74	132,74
21-22	252	325987,2	11202	30	5,5	80	0,22	165	2	23,59	47.19	77,19
22-23	252	325987,2	11202	30	5,0	80	0,22	165	2	23,59	47,19	77,19
23-24	126	162993,6	5601,69	9	5,0	80	0,3	45	2	43,87	87,74	132,74
24-25	120	155232	5334,94	9	5,0	80	0,3	49,5	2	98,72	87,74	137,24
25-26	114	147470,4	5068,19	30	5,5	65	0,45	165	2	78	197,44	362,44
26-27	108	139708,8	4801,45	26	5,0	65	0,4	130	2	78	156	286
27-28	102	131974,2	7534,70	24	4,5	65	0,4	108	2	78	156	264
28-29	96	124185,6	7267,95	20	5,5	65	0,4	110	2	21,5	156	266
29-30	90	1164,24	4001,21	5	4,5	80	0,2	22,5	2	4,875	86	185,5
30-31	84	108662,4	3734,46	16	5,0	65	0,1	80	2	19,55	9,75	89,75
31-32	78	100900,8	3467,71	4	5,5	80	0,2	22	2	43,87	39	61
32-33	72	93139,2	3200,96	12	4,5	65	0,3	54	2	32,95	87,75	141,75
33-34	66	85377,6	2934,22	10	10	65	0,26	400	2	19,5	65,91	465,91
34-35	60	77616	2667,47	8	10	65	0,2	80	2,5	19,5	48,75	128,75
35-36	54	69854,4	2400,72	7	5,0	65	0,2	35	2,5	43,87	78,75	83,75
36-37	48	62092,8	2133,98	22	5,0	50	0,3	110	2	43,87	87,75	197,75
37-38	42	54331,2	1867,23	16	4,5	50	0,3	72	2	19,5	87,75	159,75
38-39	36	46569,6	1600,48	12	5,0	50	0,24	60	2	19,5	39	99
39-40	30	38808	1333,73	8	5,5	50	0,2	44	2	19,5	39	83
40-41	24	31046,4	1066,99	20	5,5	40	0,2	110	2	40,99	39	149
41-42	18	23284,8	800,24	24	5,0	32	0,29	120	2	7,02	81,99	21,99
42-43	12	15523,2	533,49	6	4,5	40	0,12	27	2	0,12	14,04	41,04
43-0	6	7761,6	266,75	12	4,5	25	0,016	54	2		0,25	54,25

∑ΔP_предв =9625,3

7. ВЕНТИЛЯЦИЯ

Для обеспечения чистоты воздуха в помещениях предприятий и поддержания его температуры и влажности на необходимом уровне предусматривают комплекс технологических мероприятий и вентиляционные устройства.

Вентиляционные системы классифицируют по трем признакам: способу вентилирования, по организации отдачи и извлечения воздуха из помещения и по побуждению, обеспечивающему движение воздуха в вентиляционной системе.

По способу действия вентиляционные системы разделяются на общеобменные и местные.

По организации подачи и извлечения воздуха в помещениях различают приточную и приточно-вытяжную вентиляцию.

По побуждению, обеспечивающему движение воздуха в вентиляционной системе, различают вентиляцию с естественным и механическим побуждением.

Список использованной литературы.

1. Методические указания для курсового и дипломного проектирования по дисциплинам: «Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности» и «Инженерные сети, оборудование зданий и сооружений» Ю.П.Сидоров, В.Н. Чернышов, А.В. Костин. Москва. МИИТ. 1996г.

2. СНиП 2,04,05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование

3. СНиП II-3-79 Строительная теплотехника

4. СНиП 23-01-99* Строительная климатология (СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика)

5. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. Тихомиров К.В., Москва, Стройиздат, 1981г.