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 tн
= -270
С[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 Qогр
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. 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;
4. 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 выбранного 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 выбранного 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 элеватора  , определяемое по [4, с.90, р. 10.19], Па;
 - естественное давление, возникающее от охлаждения воды в системе, Па.
Перепад давления по заданию  .
Коэффициент смешения определяется:
 , где
 -
температура теплоносителя в подающей магистрали в тепловой 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, определяемая 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 теплоносителя 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
|
Q
Н
|
Q
НУ
|
β3
|
β4
|
Nmin
|
N
ф
|
| 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
|
Q
Н
|
Q
НУ
|
β3
|
β4
|
Nmin
|
N
ф
|
| 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 тепловой 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.
|