- •Б.П. Новосельцев, т.В. Щукина Отопление и вентиляция гражданского здания
- •Введение
- •Исходные данные и содержание курсового проекта
- •Характеристика объекта Объект строительства – трех этажное жилое здание. На плане здания указывается ориентация фасада по сторонам света. Высоту этажа при проектировании следует принять 3 м.
- •Расчетные параметры наружного воздуха
- •Расчетные параметры внутреннего воздуха
- •Выбор задания для курсового проектирования
- •Характеристика системы отопления
- •Расчетная часть проекта
- •Все расчеты следует оформить в виде пояснительной записки к курсовому проекту.
- •Графическая часть проекта
- •Расчет наружных ограждений
- •Решение. Определяем требуемое термическое сопротивление по формуле (1):
- •Проверка конструкций ограждений на конденсацию водяных паров на их внутренней поверхности
- •Расчет тепловой мощности системы отопления
- •Уравнение теплового баланса
- •Гидравлический расчет системы отопления
- •Размещение отопительных приборов, стояков,
- •Гидравлический расчет системы отопления
- •Расчет индивидуального теплового пункта
- •Определение площади поверхности и числа
- •Проектирование и расчет вентиляции
- •Заключение
- •Оглавление
- •Борис Петрович Новосельцев, Татьяна Васильевна Щукина отопление и вентиляция гражданского здания
Расчет индивидуального теплового пункта
Подробное описание тепловых пунктов, их схемы, а также принцип работы элеватора даны в [6, § 78]. На рис. 4.7 приведен монтажный чертеж индивидуального теплового пункта (ИТП) при зависимом присоединении системы отопления к тепловым сетям.
Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по выражению (35) для его подбора по серийным данным табл. 9 или [8, табл. VI.12], вычислению диаметра сопла элеватора, в мм, по соотношению (36):
, (35)
где GС.О. – расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч; Σ(Rl+Z)ОЦК - общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па;
, (36)
где u – коэффициент смешения, вычисляемый по формуле (29).
Пример 4.2. Требуется подобрать элеватор для следющих условий: расчетная тепловая нагрузка системы отопления QОТ=43158 Вт; температура воды в тепловой сети составляет TГ=150 оС, TО=70 оС; параметры воды в системе отопления - tГ=95 оС, tО=70 оС; разность давления в тепловой сети РП – РО=52,5 кПа; теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг оС)
Решение. По формулам (26) и (29) определяем расход воды в системе отопления и коэффициент смешения:
кг/ч;
.
Вычисляем давление, создаваемое элеватором, по формуле (28)
кПа = 6152 Па.
Определяем расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по формуле (26)
кг/ч.
Расход воды, подмешиваемой GПОД из обратной магистрали системы отопления в элеватор, составляет
кг/ч.
Вычисляем диаметр горловины элеватора по формуле (35)
мм.
По табл.9 или [8, табл. VI.12] принимаем к установке стандартный элеватор № 1, имеющий диаметр горловины 15 мм, т.е. близкий к полученному по формуле (35) [6].
Таблица 9
Параметры элеваторов для их подбора по диаметру горловины
№ элеватора |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Диаметр горловины, мм |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
47 |
59 |
Длина элеватора, мм |
425 |
425 |
625 |
625 |
625 |
720 |
720 |
После подбора серийного элеватора вычисляем диаметр сопла элеватора по формуле (36)
мм.
Определение площади поверхности и числа
элементов отопительных приборов
Для расчета площади поверхности отопительных приборов прежде всего необходимо определить номинальную плотность теплового потока qНОМ, Вт/м2, которая получена путем тепловых испытаний отопительного прибора при стандартных условиях работы в системе водяного отопления. В стандартные условия входят следующие параметры: температура входящей сверху в прибор воды составляет 105 оС; выходящей снизу - 70 оС; температура воздуха в помещении - 18 оС; расход воды в приборе – 0,1 кг/с; атмосферное давление 1013,3 гПа.
Значение номинальной плотности теплового потока чугунных секционных приводятся в табл. 10. Для других типов отопительных приборов данную величину можно найти в [6, табл. 8.1].
Р ис. 4.7. Монтажный чертеж индивидуального теплового пункта: 1 – задвижка; 2 - грязевик;
Таблица 10
Основные технические данные чугунных и стальных радиаторов
Тип прибора |
Площадь поверхности секции, f1, м2 |
Номинальная плотность теплового потока, qНОМ, Вт/м2 |
Схема присоединения прибора |
Расход теплоносителя через прибор, GПР, кг/с |
Показатели степени и коэффициент в формуле (37) |
|
n |
p |
|||||
Радиаторы чугунные секционные: |
||||||
МС-140-108 |
0,244 |
758 |
Сверху вниз |
0,005-0,014 0,015-0,149 0,15-0,25 |
0,3 |
0,02 0 0,01 |
МС-140-98 |
0,240 |
725 |
||||
МС-90-108 |
0,187 |
802 |
||||
М-90 |
0,2 |
700 |
||||
Радиаторы стальные панельные типа РСВ1 однорядные: |
||||||
РСВ1-1 |
0,71 |
710 |
Снизу вверх |
0,005-0,017
0,018-0,25 |
0,25
0,25 |
1,113
0,97 |
РСВ1-2 |
0,95 |
712 |
||||
РСВ1-3 |
1,19 |
714 |
||||
РСВ1-4 |
1,44 |
712 |
||||
РСВ1-5 |
1,68 |
714 |
||||
То же, двухрядные: |
||||||
2РСВ1-1 |
1,42 |
615 |
Снизу вниз |
0,005-0,032
0,033-0,25 |
0,15
0,15 |
0,08
0 |
2РСВ1-2 |
1,9 |
619 |
||||
2РСВ1-3 |
2,38 |
620 |
||||
2РСВ1-4 |
2,88 |
618 |
||||
2РСВ1-5 |
3,36 |
620 |
||||
Радиаторы стальные панельные типа РСГ2 однорядные: |
||||||
РСГ2-1-2 |
0,54 |
741 |
Сверху вниз |
0,006-0,08
0,09-0,25 |
0,3
0,3 |
0,025
0 |
РСГ2-1-3 |
0,74 |
747 |
||||
РСГ2-1-4 |
0,95 |
743 |
||||
РСГ2-1-5 |
1,19 |
740 |
||||
РСГ2-1-6 |
1,44 |
733 |
Снизу вверх |
0,006-0,08
0,09-0,25 |
0,25
0,25 |
0,08
0 |
РСГ2-1-7 |
1,68 |
733 |
||||
РСГ2-1-8 |
1,93 |
728 |
||||
РСГ2-1-9 |
2,17 |
729 |
||||
То же, двухрядные: |
||||||
РСГ2-2-4 |
1,08 |
1074 |
Сверху вниз |
0,006-0,08
0,09-0,25 |
0,3
0,3 |
0,01
0 |
РСГ2-2-5 |
1,48 |
977 |
||||
РСГ2-2-6 |
1,90 |
910 |
||||
РСГ2-2-7 |
2,38 |
845 |
Снизу вверх |
0,006-0,08
0,09-0,25 |
0,25
0,25 |
0,08
0 |
РСГ2-2-8 |
3,36 |
683 |
||||
РСГ2-2-9 |
4,31 |
597 |
Располагая величиной qНОМ, можно определить расчетную плотность теплового потока отопительного прибора qПР, Вт/м2, для условий работы, отличных от стандартных, при теплоносителе – воде по формуле
, (37)
где qНОМ – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м2, принимаемый по табл. 10 или [6, табл. 8.1]; GПР – действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с; n, р – экспериментальные значения показателей степени (табл. 10); ΔtСР – средний температурный напор, равный
, (38)
где tВХ, tВЫХ, tВ – температуры, соответственно, теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, а так же воздуха, оС.
Расчетная площадь отопительного прибора, в м2, определяется по формуле
, (39)
где QПОТР – теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт; QТР – суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового тока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт.
Суммарную теплоотдачу теплопроводов для практических задач можно найти по упрощенной формуле
, (40)
где qВ, qГ – теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые по табл. 11 исходя из разности температур теплоносителя и воздуха помещения (tТ-tВ) lВ, lГ – длина вертикальных и горизонтальных открыто проложенных теплопроводов в пределах помещения, м.
Расчетное число секций чугунных радиаторов вычисляют из соотношения
, (41)
где f1 – площадь поверхности нагрева одной секции, м2, зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении (табл. 10); β4 – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке β4=1,0; β3 – коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 – 1, от 16 до 20 – 0,98, от 21 до 25 – 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле
. (42)
Поскольку расчетное число секций по формуле (41) редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций NУСТ, принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока (QПОТР-0,9QТР) не более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт). Как правило к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.
Таблица 11
Теплоотдача открыто проложенных трубопроводов (вертикальных –
верхняя, горизонтальных – нижняя строка) систем водяного
отопления по данным [7] (tТ – температура теплоносителя, tВ –
температура воздуха в помещении)
tТ-tВ, оС
|
Условный диаметр, мм |
Теплоотдача 1м трубы, Вт/м, при tТ-tВ, оС, через 1оС |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
40 |
15 |
28 38 |
30 39 |
30 41 |
31 42 |
32 43 |
34 44 |
34 44 |
35 46 |
36 47 |
37 49 |
20 |
36 46 |
37 47 |
38 50 |
39 52 |
41 53 |
42 55 |
43 57 |
44 58 |
45 59 |
46 60 |
|
25 |
44 57 |
46 59 |
47 63 |
49 65 |
51 66 |
52 68 |
53 71 |
55 72 |
56 74 |
58 75 |
|
50 |
15 |
38 50 |
38 51 |
39 52 |
41 53 |
41 56 |
43 57 |
44 58 |
44 59 |
45 60 |
46 61 |
20 |
47 60 |
49 61 |
50 64 |
51 65 |
52 66 |
53 68 |
54 70 |
56 71 |
57 72 |
58 74 |
|
25 |
59 73 |
60 74 |
62 70 |
64 79 |
65 80 |
67 82 |
68 85 |
70 6 |
72 88 |
73 91 |
|
60 |
15 |
47 63 |
49 65 |
50 66 |
51 67 |
52 69 |
53 70 |
55 71 |
55 73 |
56 74 |
57 75 |
20 |
59 77 |
61 79 |
63 80 |
64 81 |
65 83 |
66 85 |
67 86 |
68 88 |
70 89 |
72 92 |
|
25 |
74 92 |
76 94 |
78 96 |
79 98 |
81 100 |
83 102 |
85 104 |
86 106 |
88 108 |
89 110 |
|
70 |
15 |
59 77 |
60 79 |
61 80 |
63 81 |
64 82 |
65 84 |
66 86 |
67 87 |
68 89 |
70 91 |
20 |
74 93 |
75 95 |
77 96 |
78 97 |
80 100 |
81 102 |
83 103 |
84 105 |
86 107 |
87 108 |
|
25 |
93 114 |
94 114 |
96 116 |
97 118 |
100 121 |
101 123 |
103 125 |
107 128 |
107 128 |
109 131 |
Пример 5.1. Определить число секций чугунного радиатора типа МС–140–108, установленного на первом этаже 101 комнаты (см. рис. 3.2 и 4.6) у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 50 мм, в помещении высотой 2,7 м при QОТ=1067 Вт при tВ=20 оС.
Радиаторы присоединены к двухтрубному стояку системы отопления с верхней разводкой при tГ=95 оС и tО=70 оС. В помещении установлены два отопительных прибора с тепловой нагрузкой 534 Вт и 533 Вт, что в сумме составляет QОТ=1067 Вт (см. табл.6).
Охлаждение воды в подающей магистрали не учитываем.
Решение. Температурный напор, т.е. разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяемый по формуле (38) составляет
оС.
Плотность теплового потока радиатора МС-140-108 при GПР=19 кг/ч или 0,052 кг/с, вычисленного по формуле (26), находим по выражению (37)
Вт/м2.
Теплоотдачу трубопроводов определяют по формуле (40): qВ, qГ находят по табл. 11; lВ, lГ измеряют по схеме, которая для условий рассматриваемого примера показана на рис. 5.1.
Р ис. 5.1. Схема для определения lВ и lГ (к примеру 5.1)
Вт.
По формуле (39) определяем расчетное число секций радиатора с учетом того, что в помещении будут установлены два отопительных прибора:
м2.
Расчетное число секций вычисляем по формуле (41)
шт.
К установке принимаем отопительный прибор, состоящий из двух секций.
Результаты расчета оформляем в виде табл. 12. В табл. 12 внесены данные, полученные для примера 5.1.