Теплоснабжение и вентиляция

Теплоснабжение и вентиляция

Министерство Образования Российской Федерации

Ухтинский Государственный Технический Университет

Кафедра ТГВ

Курсовой проект

"Теплогазоснабжение и вентиляция"

Выполнил: Хамидуллина И.Р.

ст.гр. ПГС 1 - 07

шифр: 070972

Проверил: Додукало Е.Н.

Ухта 2010

Содержание

Введение

1.                 Исходные данные

2.                 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1           Расчет наружной стены

2.2           Расчет чердачного перекрытия

2.3           Расчет пола I – го этажа

2.4           Выбор входных наружных дверей

2.5           Выбор оконных проемов и балконных дверей

3.                 Расчет теплопотерь помещений здания

4.                 Выбор и конструирование системы отопления

5.                 Тепловой расчет отопительных приборов

6.                 Гидравлический расчет системы водяного отопления

7.                 Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции

8.                 Список используемой литературы

9.                 Приложение

Введение

Отопление – искусственное, с помощью с помощью специальной установки или системы, обогревание помещений зданий для компенсации теплопотерь и поддержания в них температурных параметров на уровне, определяемом условиями комфорта для находящихся в помещении людей.

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной системы проводится в процессе возведения здания, ее элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений.

Также отопление – один из видов технологического оборудования. Параметры работы отопительной системы должны учитывать теплофизические особенности конструктивных элементов здания и быть увязаны с работой других инженерных систем, прежде всего, с рабочими параметрами систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью используемой мощности установки, зависящей, прежде всего от метеорологических условий в районе строительства.

При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха, воздействии солнечной радиации - уменьшаться теплопередача от отопительных установок в помещения, т. е. процесс подачи теплоты должен постоянно регулироваться.

Для создания и поддержания теплового комфорта в помещениях зданий требуются технически совершенные и надежные отопительные установки.

И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных тепловых условий в здании, тем более мощными и гибкими должны быть эти установки. Регулируемые поквартирные системы отопления вполне отвечают этим требованиям.

Курсовой проект выполняется с целью получения и закрепления знаний по проектированию системы отопления жилого здания.

1. Исходные данные.

Район строительства: г. Смоленск (Смоленская область).

Климатический район с подрайоном: II В. Район наименее суровых условий.

Зона влажности: 2 (нормальная). Условия эксплуатации ограждающих конструкций: А (нормальный).

Таблица 1: "Климатические данные района строительства"

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1 Расчет наружной стены

Градусо - сутки отопительного периода определяется по формуле:

Dd =(tint-tht) zht (1)

где tint-расчетная температура внутреннего воздуха, °С, выбирается по [1, пункт 4. а];

tht- средняя температура наружного воздуха за отопительный период со средней суточной температурой ≤8 °С, °С, выбирается по [3, табл.1];

zht -продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой ≤8 °С, сут., выбирается по [3, табл.1].

В нашем случае: tint = 20°С;

tht = -2.7 °С;

zht = 210 сут.

Dd = (20-(-2.7)). 210 = 4767°С×сут

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений Rred, м2×°С/Вт, определяемых по [2, табл.4] в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, °С×сут.

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт ограждающих конструкций (для стен) находим интерполяцией:

R0=3.068 ( м2×°С/Вт) (2)

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rreq, м2×°С/Вт, следует принимать, исходя из санитарно-гигиенических требований и комфортных условий, не менее значений, определяемых по формуле:

Rreq=  (3)

где п - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в [2, табл.6];

Dtn - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха tint и температурой внутренней поверхности tint ограждающей конструкции, °С, принимаемый по [2, табл.5];

aint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций

Вт/(м2×°С), принимаемый по [2, табл.7];

tint - то же, что и в формуле (1);

text - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [3, табл.1].

Так, в нашем случае для стен:

п =1;

Dtn = 4.0°С;

aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

tint= 20°С;

text= -26°С.

Rreq= (м2×°С/Вт).

Принимаем требуемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

R0 = 3.068 м2×°С/Вт, т.к. R0 > Rreq.

К = (Вт/ м2×°С).

Рассчитываем толщину утеплителя наружной стены.

Формула сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций:

R0= ,

где aint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×°С), принимаемый по таблице П6,

aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

RK =,

где - толщина слоя материала конструкции, м;

- коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С);

- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2×°С), = 23 Вт/(м2×°С).

Наружная стена.

1 - отделочный слой – 71 - цементно-песчаная штукатурка ( кг/м3 ; = 0,76 Вт/(м×°С),

S = 9,60 Вт/м2°С);

2, 4 – 85 - кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе (кг/м3 ; = 0.64 Вт/(м×°С), S = 8,64 Вт/м2°С );

3 – утеплительный слой – 133 – пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67-98-75, ТУ 67-87-75) ( кг/м3 ;А = 0.05 Вт/(м×°С), S = 0,67 Вт/м2°С).

Рис. 1.Наружная стена.

В итоге получаем:

3.068 = ;

отсюда x =  = 0.10м. А вся толщина стены равна

L = 0.380 + 0.01 + 0.120 + 0.10 = 0.61 (м) = 610(мм).

Внутренняя стена.

R =  (м2×°С/Вт)

К = (Вт/ м2×°С).

2.2 Расчет чердачного перекрытия

Перекрытие:

1 – армированная стяжка – 73 – сложный материал (песок, известь, цемент) (r = 1700 кг/м3;

l= 0,70Вт/(м°С), S = 8,95 Вт/м2 °С);

2 – утеплительный слой – 143 – пенополистерол (ТУ 6-05-11-78-78) (r = 150 кг/м3; λ = 0,052 Вт/(м×°С), S = 0,89 Вт/м2 °С )

3 - пароизоляционный слой – 186 - рубероид (ГОСТ 10923 - 82), пергамин (ГОСТ 2697-83), толь (ГОСТ10999-76*) (r = 600 кг/м3; l= 0,17 Вт/(м°С), S = 3,53 Вт/м2 °С);

4 – плита перекрытия – 1 - из железобетона ( кг/м3 ;А = 1.92 Вт/(м×°С), S = 17,98 Вт/м2 °С ).

Градусо - сутки отопительного периода определяется по формуле:

Dd =(tint-tht) zht

В нашем случае:

tint = 20°С;

tht = -2.7 °С;

zht = 210 сут.

Dd = (20-(-2.7)). 210 = 4767°С×сут

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт ограждающих конструкций (для чердачных перекрытий) находим интерполяцией:

R0тр.2 =( м2×°С/Вт),

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rreq, м2×°С/Вт, определяем по формуле:

Rreq=

Так, в нашем случае для чердачных перекрытий:

п =0.9;

Dtn = 3.0°С;

aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

tint= 20°С;

text= -26°С.

R req = (м2×°С/Вт).

Принимаем требуемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

R0 = 4.045 м2×°С/Вт, т.к. R0 > Rreq., К = (Вт/ м2×°С).

Рассчитываем толщину утеплителя чердачного перекрытия.

Формула сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций:

R0= ,

aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

RK =,

где - толщина слоя материала конструкции, м;

- коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С);

=12Вт/(м2×°С).

Рис. 2.Чердачное перекрытие.

Определяем действие теплового потока: снизу вверх (рис. 3).

а = == 0,08 (м);

с = ½ а = 0,04 (м);

в1 = в2 = (0,13-0,08) / 2 = 0,025 (м).

а) Определяем термическое сопротивление слоя 4 относительно параллельных сечений действию теплового потока.

Рис. 3.Плита перекрытия.

RаII =  ,

где RI =  =  = 0,170 (м2 × °С/Вт)

Rвп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, по [4, прил.4], (= 0,144м2 × °С/Вт).

RII = 0,13/1,92 = 0,068 (м2 × °С/Вт)

RаII = = 0,113(м2 × °С/Вт)

б) Определяем термическое сопротивление для перпендикулярных сечений.

Rв^ = RIII+RIV+RV,

где RIII = RV = = 0,025/1,92 = 0,013(м2 °С/Вт);

RIV = ===0,079(м2 °С/Вт);

Rв^= 0,013+0,079+0,013 = 0,105(м2 °С/Вт).

R4прив === 0,108(м2 °С/Вт).

R0= +

 (мм).

Толщина чердачного покрытия: 423мм.

2.3 Расчет пола 1-го этажа

Рис. 4.Пол 1-го этажа.

1 – паркет на мостике – 111 - дуб вдоль волокон (r = 700 кг/м3; l= 0,35Вт/(м°С), S = 6,90 Вт/м2 °С);

2 – стяжка – 72 – сложный материал (песок, известь, цемент) (r = 1700 кг/м3; l= 0,70Вт/(м°С), S = 8,95 Вт/м2 °С);

3 - пароизоляционный слой – 186 - рубероид (ГОСТ 10923 - 82), пергамин (ГОСТ 2697-83), толь (ГОСТ10999-76*) (r = 600 кг/м3; l= 0,17 Вт/(м°С), S = 3,53 Вт/м2 °С);

4 – теплоизоляционный слой – 143 – пенополистирол (ТУ 6-05-11-78-78) (r = 150 кг/м3; λ = 0,052 Вт/(м×°С), S = 0,89 Вт/м2 °С )

5 – плита перекрытия - 1- из железобетона ( кг/м3 ;А = 1.92 Вт/(м×°С), S = 17,98 Вт/м2 °С ).

Градусо - сутки отопительного периода определяется по формуле:

Dd =(tint-tht) zht

В нашем случае:

tint = 20°С;

tht = -2.7 °С;

zht = 210 сут.

Dd = (20-(-2.7)). 210 = 4767°С×сут

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт ограждающих конструкций (для чердачных перекрытий) находим интерполяцией:

R0= ( м2×°С/Вт),

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rreq, м2×°С/Вт, определяем по формуле:

Rreq=

Так, в нашем случае для пола первого этажа:

п =0.6;

Dtn = 2.0°С;

aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

tint= 20°С;

text= -26°С.

R req = (м2×°С/Вт).

Принимаем требуемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

R0 = 4.045 м2×°С/Вт, т.к. R0 > Rreq.

К = (Вт/ м2×°С).

Рассчитываем толщину утеплителя пола первого этажа.

Формула сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций:

R0= ,

где aint = 8.7 Вт/(м2×°С);

RK =,

где - толщина слоя материала конструкции, м;

- коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С);

=12 Вт/(м2×°С).

Определяем действие теплового потока: сверху вниз (рис. 5).

а = == 0,08 (м);

с = ½ а = 0,04 (м);

в1 = в2 = (0,14-0,08) / 2 = 0,03 (м).

а) Определяем термическое сопротивление слоя 5 относительно параллельных сечений действию теплового потока.

RаII =  ,

Рис. 5.Плита перекрытия.

где RI =  =  = 0,250 (м2 × °С/Вт)

Rвп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, по [4, прил.4], (= 0,224м2 × °С/Вт).

RII = 0,13 /1,92 = 0,068 (м2 × °С/Вт)

RаII = = 0,132(м2 × °С/Вт)

б) Определяем термическое сопротивление для перпендикулярных сечений.

Rв^ = RIII+RIV+RV,

где RIII = RV = = 0,025/1,92 = 0,013(м2 °С/Вт);

RIV = ===0,091(м2 °С/Вт);

Rв^= 0,013+0,091+0,013 = 0,117(м2 °С/Вт).

R5прив === 0,122(м2 °С/Вт).

R0 = +

 (мм).

Толщина пола 1-го этажа: 388мм.

2.4 Выбор входных наружных дверей

R0нвд ≥ 0,6 R0тр1 нс : R0тр1 нс = 3.620 м2×°С/Вт

R0нвд = 0,6 ×3.620 = 2,172 (м2×°С/Вт).

К ==0,460 (Вт/ м2×°С).

2.5 Выбор оконных проемов и балконных дверей

Градусо - сутки отопительного периода определяется по формуле:

Dd =(tint-tht) zht

В нашем случае:

tint = 20°С;

tht = -7.1 °С;

zht = 234 сут.

Dd = (20-(-7.1)). 234 = 6341.4°С×сут

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт ограждающих конструкций (для окон и балконных дверей) находим интерполяцией:

R0=0.617( м2×°С/Вт)

R0тр3 = 0.617(м2×°С/Вт).

Заполнение световых проемов по [4, прил.6]:

Двухкамерный стеклопакет из стекла:

К = 1/0.617 = 1.621(Вт/ м2×°С).

Таблица 2: "Теплотехнические данные ограждающих конструкций"

3.                Расчет тепловых потерь помещений здания методом составления теплового баланса

Цель: Определение тепловых потерь помещений здания и мощности системы отопления.

В данном курсовом проекте производится расчет теплового баланса всех помещений здания (жилые комнаты, кухни, санузлы, лестничная клетка). Все помещения поэтажно нумеруются: 1 этаж – 101, 102, 103,…, 2 этаж – 201, 202, 203,…, 3 этаж – 301, 302, 303,... . Подсобные помещения квартир (коридоры, кладовые) условно относятся к смежным помещениям.

1). Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции:

, (Вт)

где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, определяемая по правилам обмера, м2;

К - коэффициент теплопередачи по таблице 2, Вт/ м2×°С,

Расчетный коэффициент теплопередачи окон и балконных дверей принимается как разность значений коэффициентов для окон и наружных дверей, т.к. поверхность стен измеряют без вычета площади окон:

 (Вт/ м2×°С)

tp – расчетная температура внутреннего воздуха помещения здания, принимается по , °С;

text - расчетная температура наружного воздуха холодной пятидневки, °С;

Σ β – добавочные теплопотери в долях от основных потерь,

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, по

Теплопотери через внутренние ограждающие конструкции определяются при разнице температур в смежных помещениях более 3 °С.

2). Затраты теплоты на естественную вытяжную вентиляцию:

Страницы: 1, 2, 3