|
Реферат: Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление (Теплотехника)
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА
Кафедра кондиционирования воздуха,
вентиляции и охраны труда
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему
«Кондиционирование воздуха, вентиляция и отопление»
Разработала /Стукалова Е. /
Группа /6-ТВ-4/
Руководитель / ./
Санкт – Петербург
1999
Исходные данные для расчета
Цех расположен в бесфонарном здании закрытого типа с техническим чердаком и
сеткой колонн 18х12. Освещен люминесцентными светильниками, встроенными в
перекрытие.
|Наименование| |Размеры цеха| |Удельные |
| | | | |тепловые |
|города |Длина ,L м |Ширина,B м |Высота,H м |потери,q |
|Ленинград | 18х8 | 12х6 | 4.8 | 0.1 |
Площадь цеха Fц=18х8х12х6=10368 м2
Объем цеха Vц=10368х4.8=49766м3
Количество установленного оборудования nн=Fц/F1м
F1м=18 м2
nн=10386/18=576
Количество обслуживающего персонала nл=nн/Н
H=4 ед.обор.
m=576/4=144
Расчетные параметры наружного воздуха
| | |Средняя |Продолж|
|горо|Расчетное значение параметров |Температу|ительно|
|д | |ра |сть |
| | |отопитель|Отопите|
| | |ного |льного |
| | | |периода|
| | |периода | |
| | |tср |mот,сут|
| | | |. |
| |теплый режим | холодный режим | | |
| |температ|Теплосод|Температ|Теплосод| | |
| |ура tн |ержание |ура |ержание | | |
| | |iн |tн |iн | | |
|Лени| | | | | | |
|нгра|24.8 |51.5 |-26 |-25.3 |-2,2 |219 |
|д | | | | | | |
Расчетные параметры внутреннего воздуха цеха
|Наимено |Параметры| Рабочие |Нерабочий |
|Вание | |режимы |Режим темп.|
|цеха |воздуха | |возд.для |
| | | |расч.деж.от|
| | | |опления |
| | |Теплый |Холодный | |
| | |Тепмера|Относ.в|Тепмера|Относ.вл| |
| | |тур tвТ|лажнос.|тураtВХ|ажнос. | |
|Трикотажн|Рекоменд.| | | | | |
|ый | |22-24 |65 |22-23 |65 |10 |
| |Принятые | | | | | |
| |В расчете| | | | | |
Тепловой баланс основного цеха
Теплопотери через наружные строительные ограждения здания,Вт
Определяются только для холодного расчетного периода
Qмн=q0 Vц.н (tвх-tнх) ,где
q0-удельная тепловая характеристика здания,Вт /(m3 x 0C )
Vцн-наружный обьем цеха в м3
tвх ,tнх внутренняя и наружная расчетные температуры воздуха для холодного
расчетного периода
Qмн=0.1x49766x(26-(-22))=238876,8
Теплопоступления от технологического оборудования, имеющего
электродвигатели, Вт
Qмаш= 1000 N1элn nспрnв, где
N уст -установленная мощность электродвигателей единицы оборудования, кВт
n -кол-во оборудования данной марки
nспр- коэффициент спроса электроэнергии равный 0.8
nв -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла в помещении=1
Qмаш =1000х2.2х576х0.8x1=1013760
Теплопоступления от искусственного освещения, Вт
Qосв= 1000 Nосв Fп b , где
Nосв -удельная электрическая мощность на освещении равная 0.05 кВт/м2
Fп-площадь пола цеха, м3
b -коэфф. Учитывающий фактическое поступление тепла от светильников в
помещении равный 0.4
Qосв=1000x0.05x10368x0.4=207360
Тепловыделения от людей, Вт
Qл= q1п m , где
q1п -полное тепловыделение одним человеком принимается равным 222 Вт
m -число людей одновременно работающих в цехе в одной смене
Qл=222x144=31968
Теплопоступления через потолок с техническим потолком
Qтч= Ктч (tч-tвт) Fпот в , где
Кч - коэффициент теплопередачи перекрытия технического чердака принимается
равным 2.5 Вт/(м2 x C)
tч, -температура воздуха на техническом чердаке принимается равной на 5
градусов выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период
tвт- расчетная температура воздуха в цехе в теплый период
в-коэфф.учитывающий свободную площадь потолка за вычетом площади, занятой
светильниками, воздухораздающими устройствами принимается равным 0.6
Qтч=2.5x(24.8+5-23)x10368x0.6=105753,6
Сводная таблица теплового баланса цеха
|№ |наименование величин,|Условное |Размерност|Расчетный режим |
|п.| |обозначен|ь | |
| |входящих в тепловой |ие | | |
|П.|баланс | | | |
| | | | |Холодный |Теплый |
|1 |Теплопотери через |Qмн |Вт | | |
| |наружные ограждения | | |----- |238876,8 |
|2 |Теплопоступления от |Qмаш |Вт | | |
| |оборудования | | |1013760 |1013760 |
|3 |Теплопоступления от |Qосв |Вт | | |
| |иск. освещения | | |207360 |207360 |
|4 |Теплопоступления от |Qл |Вт | | |
| |людей | | |31968 |31968 |
|5 |Тепло-я |Qтч |Вт | | |
| |черезперек-тия | | |105753,6 |------- |
| |с техн.чердака | | | | |
| |Итого: Теплоизбытки в|летом |Вт |1358841,6 | |
| |цехе |Qлизб |Вт |1014211,2 | |
| | |зимой | | | |
| | |Qзизб | | | |
Построение процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха на i-d
диаграмме для основного цеха.
Построение процессов на i-d диаграмме производиться для теплого и холодного
периодов года.
Согласно нормам в вязальных цехах должны поддерживаться определенные
климатические условия: температура воздуха для теплого периода в пределах
22-24 о, для холодного –22-23о, а относительная влажность воздуха при любом
значении температуры в указанных выше пределах должна быть постоянной и
равна 65%.
Cводная таблица изменения тепловлажностного состояния воздуха.
Летний расчетный режим
|Состояние воздуха|Точка на | Параметры воздуха |
| |диаграмме| |
| | |Со |% |КДж/кг|Г/кг |
|Наружный | НТ |24,8|55,2|51,5 |42 |
|Внутренний | ВТ |23 |65 |52 |45 |
|После | КТ |17 |95 |46 |45 |
|оросительной | | | | | |
|камеры | | | | | |
|Приточный (П) | П |18 |90 |47,5 |45 |
Зимний расчетный период
|Состояние воздуха|Точка на | Параметры воздуха |
| |диаграмме| |
| | |Со |% |КДж/кг|Г/кг |
|Наружный | Н |-26 |90 |-25,3 |0,3 |
|Внутренний | В |22 |65 |51,2 |45 |
|После | К |18 |90 |47,5 |45 |
|оросительной | | | | | |
|камеры | | | | | |
|Приточный | П |19 |85 |48 |45 |
|Смесь наружного и| С |21,5|66 |47 |39 |
|рециркулярного | | | | | |
1.Часовая производительность систем кондиционирования воздуха.
1.1Количество приточного воздуха, кг/час
Летний период Gпл= 3.6 Qизбл/ (iв - iп)
Gпл=3.6x1358841,6/(52-47,5)=1087073,28
Зимний период Gпз= 3.6Qизбз/ (iв – iп)
Gпз=3.6х1014211,2/(51,2-48)=1140987,6
,где Qизбл и Qизбз- суммарная величина теплоизбытков в цехе в теплый и
холодный расчетный период;
iв ,iп- энтальпия внутреннего и приточного воздуха, кДж/кг
1.2.Обьемное количество приточного воздуха, м3/ч
Летний период Lпл= Gпл/p
Lпл=1087073,28/1,2=905894,4
Зимний период Lпз= Gпз/p
Lпз=1140987,6/1,2=950823
Где p-объемный вес воздуха, КГ/М3 =1.2
1.3 Количество притяжного воздуха,кг/ч
Летний период Gвытл=0,9х Gпл ; Lвытл=0.9х Lпл
Gвытл=0,9х1087073,28=978366 ; Lвытл=0.9х905894,4=815305
Зимний период Gвытз=0,9х Gпз ; Lвытз=0.9х Lпз
Gвытз=0,9х1140987,6=1026888,8 ; Lвытз=0.9х950823=855740,7
2.КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА ,1/ч
Летний период nл= Lпл/ Vц
nл=905894,4/49766=18,2
Зимний период nз= Lпз/ Vц
nз=950823/49766=19,1
3.КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ, РАСПЫЛЯЕМОЕ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАМЕРАХ КОНДИЦИОНЕРОВ.
3.1.Часовой расход воды на увлажнение воздуха
Летний период Wкл=м*Gпл,кг/ч
Wкл=0,7х1087073,28=760951,3
Зимний период Wкз=м*Gпз,кг/ч
Wкз=0,7х1140987,6=798691,32
Где м-коэффициент орошения=0.7
3.2.Годовой расход воды на увлажнение воздуха.
Принимаются следующие обозначения:
mгод-общее число суток в году;
nгод-общее число рабочих часов в году=4151;
mот-число суток в отопительном периоде=220;
nот-число часов в отопительном периоде=5280;
число рабочих часов:
в зимний период nз=2534
в летний период nз=1620
Годовой расход воды на увлажнение воздуха в оросительной камере
определяется по формуле: Wкгод=(Wкл*nл+ Wкз*nз)*10-3 м3/год
Wкгод=(760951,3*1620+798691,32*2534)*10-3=3256625
4.РАСХОДЫ ХОЛОДА.
4.1.Максимальный часовой расход холода, кВт
Qхолмax=(iн-iк)Gпл*10-3*0,278
Qхолмax=(51,5-46) 1087073,28*10-3*0,278=1662,14
4.2.Годовой расход холода, МВт ч/год
Qхолгод=(iн-iк)[0.5(iн-iк)*Д+200] Gпл*10-6*0,278
Qхолгод=5,5*[0.5*5.5*135+200] 1087073,28*10-6*0.278=949.5
где Д-коэффициент, характеризующий длительность стояния теплосодержания
наружного воздуха=135
5.РАСХОДЫ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ.
5.1.Максимальный часовой расход тепла на отопление.
Qотmax=qо*Vц*(tот-tн3)*10-3
Qотmax=0,1*49766(5+26)*10-3=154,27
где qо-удельная тепловая характеристика здания,Вт/(м3град);
tот=5о;
5.2.Средний часовой расход тепла на отопление.
Qсрот=qo*Vц*(tот-tср.от3)*10-3,КВт
Qсрот=0,1*49766*(5+2,2)*10-3=35,83
5.3.Годовой расход тепла на постоянное отопление.
Qот.пгод= Qсрот*nот*10-3,МВтч/год
Qот.пгод=35,83*5280*10-3=189,2
5.4.Годовой расход тепла на дежурное отопление.
Qот.дгод= Qсрот*(nнр+кот*nз)*10-3,МВтч/год
Qот.дгод= 35,83*(986+0,33*2534)*10-3=65,3
где nнр- количество нерабочих суток в отопительном периоде=3520-2534=986;
кот-коэффициент, учитывающий число часов работы дежурного отопления в
рабочие сутки отопительного периода=0,33
6.МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.
6.1.Мощость электродвигателей приточных и вытяжных вентиляторов.
Приточные вентиляторы Nвп=(Lпл*Нвп)/1000*3600*hв* hпер,КВт
Nвп=(905894,4*1000)/ (1000*3600*0,7*0,92)=390,74
Вытяжные вентиляторы Nв.выт=(Lвытл*Нв.выт)/1000*3600* hв* hпер,КВТ
Nв.выт=(815305*500)/ (1000*3600*0,7*0,92)=175,8
6.2.Мощность электродвигателей насосов кондиционера.
Летний период Nнасл=(Wкл*Рнас)/1000*3600*hнас, КВт
Nнасл=(760951,3*230)/1000*3600*0,5=97,23
Зимний период Nнасз=(Wкз*Рнас)/1000*3600*hнас,
Nнасз=(798691,32*230)/1000*3600*0,5=102
6.3.Мощность электродвигателей компрессоров холодильной станции.
_
Nхол=Qхолmax*Nхол,КВт
Nхол=1662,14*0,25=415,5
Суммарная мощность электродвигателей системы кондиционирования воздуха
Летний период Nл=Nвп+Nвв+Nнасл+Nхол
Nл=390,74+175,8+97,23+415,5=1079,27
Зимний период Nх=Nвп+Nвв+Nнасз
Nх=390,74+175,8+102=668,54
7.ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.
7.1.Годовой расход электроэнергии на приточные и вытяжные вентиляторы
Приточные вентиляторы Nвпгод=Nвп*nгод*10-3,МВтч/год
Nвпгод=390,74*4154*10-3=1623,13
Вытяжные вентиляторы Nввгод=Nвв*nгод*10-3, МВтч/год
Nввгод=175,8*4154*10-3=730,3
7.2.Годовой расход электроэнергии на насосы кондиционеров.
Nнас год=(Nнасл*nл+Nнасз*nз)10-3,МВтч/год
Nнас год=(97,23*1620+102*2534)10-3=416
7.3.Годовой расход электроэнергии на электродвигатели компрессоров
холодильной станции.
_
Nхолгод=Qхолгод*Nхол,Мвтч/год
Nхолгод=949.5*0,25=237,4
Суммарный расход электроэнергии в год
Nгод= Nвпгод++ Nввгод+ Nнас год+ Nхолгод,Мвтч/год
Nгод=1623,13+730,3+416+237,4=3006,8
8.ОСНОВНЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И
ОТОПЛЕНИЯ ДЛЯ ОСНОВНОГО ЦЕХА.
8.1.Капитальные затраты на сооружение систем кондиционирования воздуха и
отопления.
8.1.1.Капитальные затраты на воздушную часть систем кондиционирования
воздуха.
Ккв=ккв*Lпл*10-3,руб
Ккв=400*905894,4*10-3=362357,76
8.1.2.Капитальные затраты на систему холодоснабжения.
Кхол=кхол*Qхолmax,руб
Кхол=75*1662,14=124680,75
8.1.3.Капитальные затраты на отопление.
Кот=кот*Qотmax,руб
Кот=13*154=2002
Суммарные капитальные затраты
К= Ккв+ Кхол+ Кот,руб
К=362357,76+124680,75+2002=489040,51
8.2.Годовые эксплуатационные расходы на системы кондиционирования воздуха и
отопления.
8.2.1.Эксплуатационные расходы на воздушную часть систем кондиционирования
воздуха.
Экв=экв*Lпл*10-3,руб/год
Экв=150*905894,4*10-3=135884,16
8.2.2.Эксплуатационные расходы на систему холодоснабжения.
Эхол=э хол* Qхолгод ,руб/год
Эхол=20*949.5=18990
8.2.3.Эксплуатационные расходы на отопление.
Эот=эот*Qотгод,руб/год
Эот=6,8*189,2=1286,6
Суммарные годовые эксплуатационные расходы на системы КВ и отопления
составляют
Э=1,25(Экв+ Эхол + Эот),руб/год
Э=1,25(135884,16+18990+1286,6)=156160,72
Сводная таблица технико-экономических показателей систем кондиционирования
воздуха вентиляции и отопления
|№ |Название величин |Обозн|Един.из|Наименов|Всего |
|п/п | |ачени|мерения|ание |По |
| | |я | |Трикотаж|предприя|
| | | | |ный цех |тию |
| | | | | | |
|1 |Внутренний объем цеха |Vц |м3 |49766 | |
|2 |Общая мощность | | | | |
| |электродвигателей |Nмаш |КВт | | |
| |технического оборудования | | | | |
|3 |Производительность | | | | |
| |приточных сис-м |Lп.кв|м3/ч |905894.4| |
| |в летний и зимний периоды |л |м3/ч | | |
| |1.Кондиционирования |Lп.кв| |950823 | |
| |воздуха |з | | | |
|4 |Производительность | | | | |
| |вытяжных систем в летний и|Lвытл|м3/ч |815305 | |
| |зимний периоды | |м3/ч |855740.7| |
| |1. Кондиционирования |Lвытз| | | |
| |воздуха | | | | |
|5 |Кратность воздухообмена в | nл |1/ч |18.2 | |
| |цехе |nз | |19.1 | |
| |ЧАСОВЫЕ И ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ | | | | |
|6 |Часовая произ-ость насосов| | | | |
| |кондиционеров |Wкл |Кг/ч |760951.3| |
| |1.Летний период | | | | |
| |2.Зимний период |Wкз |Кг/ч |798691.3| |
| | | | |2 | |
|7 |Годовой расход воды в |Wкгод|м3/год |3256625 | |
| |оросительных камерах | | | | |
| |кондиционеров | | | | |
|8 |Максимальный часовой |Qхолm|КВт |1662.14 | |
| |расход холода на |ax | | | |
| |охлаждение воздуха | | | | |
|9 |Годовой расход холода на |Qхолг|МВтч/го|949.5 | |
| |охл-ие воздуха |од |д | | |
|10 |Максимальный часовой | | | | |
| |расход тепла |Qот.д|КВт |154.27 | |
| |На отопление: постоянное |max |КВт |35.83 | |
| |Дежурное |Qот.д| | | |
| | |max | | | |
|11 |Годовой расход тепла |Qот.п|МВтч/го|281.12 | |
| |На отопление: постоянное |год |д |65.3 | |
| |дежурное |Qот.д|МВтч/го| | |
| | |год |д | | |
|12 |Общая мощность | | | | |
| |электродв-лей систем КВ и | | | | |
| |В |Nв.пр|КВт |390.74 | |
| |1.Приточных вентиляторов | | | | |
| |конд-ов | | | | |
| |2.Вытяжных вентиляторов |Nв.вы|КВт |175.8 | |
| |конд-ов |т | | | |
| |3.Насосов конд-ов для |Nнасл|КВт |97.23 | |
| |летнего и зимнего периодов| |КВт |102 | |
| | |Nнасз| | | |
| |4.Компрессоров |Nхол |КВт |415.5 | |
| |холод.станции | | | | |
| |ИТОГО: летний период….. |е Nл |КВт |1079.27 | |
| | Зимний |еNз |КВт |668.54 | |
| |период…. | | | | |
|14 |Годовой расход | | | | |
| |электроэнергии на | | | | |
| |оборудование: |Nв.пр|МВтч/го|1623.13 | |
| |1.Приточные вент-ры |год |д | | |
| |конд-ров | | | | |
| |2.Вытяжные вент-ры |Nввго|МВтч/го|730.3 | |
| |кондиц-ров |д |д | | |
| |3.Насосы кондиционеров |Nнасг|МВтч/го|416 | |
| | |од |д | | |
| |4.Компрессора |Nхолг|МВтч/го|237.4 | |
| |холодил.станции |од |д | | |
| |ИТОГО: |еNгод|МВтч/го|3006.8 | |
| |ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ | |д | | |
|15 |Капитальные затраты на | | | | |
| |сооружение систем: | | | | |
| |1.Кондиц-рования воздуха |Ккв |руб |362357.7| |
| | | | |6 | |
| |2.Холодоснабжения |Кх |руб |124680.7| |
| | | | |5 | |
| |3.Отопления. |Ко |руб |2002 | |
| |ИТОГО: |еК |руб |489040.5| |
| | | | |1 | |
|16 |Годовые эксплуатационные | | | | |
| |расходы на системы: |Экв |Руб/год|135884.1| |
| |1.Кондиц-рования воздуха | | |6 | |
| |2.Холодоснабжения |Эх |Руб/год|18990 | |
| |3.Отопления. |Эо |Руб/год|1286.6 | |
| |ИТОГО: |еЭ |Руб/год|156160.7| |
| | | | |2 | |
|17 |ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ на | | | | |
| |системы КВ, В и О: | |Руб/год| | |
| |1.Абсолютные |Па | |237667.4| |
| | | | |7 | |
| |2.Относительные |По |% |2376.68 | |
Реферат на тему: Курсовая работа: Отопление жилого здания
Министерство образования и науки Российской Федерации
Якутский государственный инженерно-технический институт
Инженерно-технологический факультет
Пояснительная записка
к курсовой работе
Отопление жилого здания
Выполнил: студент 3 курса гр. ВиВ-02
Сорокин Андрей
Проверил: преподаватель по курсу ТГВ
Анисимов А.С.
Якутск 2005г.
Содержание
стр
Введение 3
1. Расчётные параметры наружного воздуха 4
1.1. Климатологические данные 4
1.2. График среднемесячной температуры наружного воздуха 4
2. Расчётные параметры внутреннего воздуха 5
3. Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций 5
3.1. Основные расчётные зависимости 5
3.2 Расчёт термического сопротивления ограждающих
конструкций 7
3.3 Расчёт толщины основного теплоизоляционного слоя 8
3.4 Определение фактического термического сопротивление и
коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций 9
4. Расчёт теплопотерь здания 10
4.1 Расчётная мощность системы отопления 10
4.2 Теплопотери через ограждающие конструкции 10
4.3. Теплопотери на нагревание инфильтрирующего воздуха 11
4.4. Теплопоступления от бытовых источников 12
5 Разработка системы водяного отопления здания 15
6. Расчёт нагревательных приборов 16
6.1. Основные расчётные зависимости 16
6.2 Расчет чугунных секционных радиаторов 18
7. Гидравлический расчёт системы отопления здания 20
8. Расчёт расширительного бака 23
9. Годовой расход тепла на отопление 23
Список использованной литературы 24
Введение
Состояние воздушной среды в помещениях определяется совокупностью
тепловлажностного и воздушного режимов помещения.
На тепловой режим здания оказывают влияние параметры и процессы,
определяющие тепловую обстановку в помещениях Тепловая обстановка помещения
зависит от ряда факторов: температуры, подвижности и влажности воздуха,
наличия струйных течений, различия параметров воздуха в плане и по высоте
помещения, лучистых тепловых потоков, зависящих от температуры, размеров,
радиационных свойств поверхности и их расположения.
Воздушный режим здания представляет собой процессы воздухообмена между
помещениями и наружным воздухом, включающие перемещение воздуха внутри
помещений, движение воздуха через ограждения, проёмы, воздуховоды и
обтекание здания потоком воздуха.
Для обеспечения требуемых внутренних условий в помещении служат системы
отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Системы отопления создают и поддерживают необходимые температуры
воздуха в помещениях в холодный период года.
Системы вентиляции служат для подачи в помещения чистого воздуха и
удаления из них загрязнённого. При этом температура внутреннего воздуха не
должна изменяться.
Системы кондиционирования воздуха предназначены для создания и
автоматического поддержания в помещениях температуры, относительной
влажности, подвижности воздуха, а также его чистоты и определённого
газового состава независимо от наружных метеорологических условий.
В настоящей курсовой работе рассчитана местная система отопления
одноэтажного жилого здания.
1. Расчётные параметры наружного воздуха
1.1. Климатологические данные [1]
Населённый пункт: Усть-Мома
1. Расчётная температура самой холодной пятидневки, с обеспеченностью
0,92: –58 °С.
2. Средняя годовая температура: –14,7°С.
3. Отопительный период:
– продолжительность: 291 суток,
– средняя температура наружного воздуха: –21,6 °С,
«Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха»
Таблица № 1.1
|Январь |Февраль |Март |Апрель |Май |Июнь |Июль |
|– 44,9 |– 41,0 |–29,0|–13,2 |3,2 |12,9 |14,8 |
|Август |Сентябрь |Октябрь |Ноябрь |Декабрь |год |
|11,1 |2,5 |– 15 |– 34,9 |– 43,0 |– 14,7 |
1.2. График среднемесячной температуры наружного воздуха
2. Расчётные параметры внутреннего воздуха
Выбор параметров внутреннего воздуха производится в соответствии с [3].
Таблица №2.1
|Наименование помещения |Температура внутреннего воздуха tв, |
| |оС |
|Жилая комната |20 |
|Кухня |18 |
|Коридор |16 |
|Уборная |16 |
|Ванная |25 |
|Кладовая |12 |
|Топочная |14 |
3. Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций
3.1. Основные расчётные зависимости
Теплозащитные качества ограждения принято характеризовать величиной
сопротивления теплопередачи (Ro):
Ro = Rв + Rк + Rн (3.1)
где: Rв – сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции, [pic]:
[pic] (3.2)
?в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции: ?в = 8,7 [pic];
Rк – термическое сопротивление ограждения с последовательно
расположенными слоями, [pic]:
Rк = R1 + R2+ … + Rn + Rвозд.прос. (3.3)
[pic] (3.4)
где: ? – толщина слоя, м;
? – коэффициент теплопроводности, [pic].
Rн – сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкции, [pic]:
[pic] (3.5)
?н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкции: ?н = 23 [pic];
Коэффициент теплопередачи k, определяется по формуле, [pic]:
[pic] (3.6)
Общее требуемое термическое сопротивление, для ограждающих конструкций
определяется по двум методам:
1. Способ экономичности, определяется по ГСОП:
ГСОП = (tв – tср.от )·zот (3.7)
2. По санитарно-гигиеническим требованиям:
[pic] (3.8)
где: ?tн – температурный перепад между поверхностью и воздухом, оС, для
наружной стены принимается равным 4 оС, для потолка 3 оС, для пола 2 оС;
n – коэффициент учитывающий положение наружной огрождающей
конструкции по отношению к наружному воздуху (СНиП [2] таблица №2);
tв – температура внутреннего воздуха, оС;
tн – наружная температура наиболее холодной пятидневки с
обеспеченностью 0,92, оС;
?в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции: ?в = 8,7 [pic];
zот – продолжительность отопительного периода, сутки.
Фактическое значение термического сопротивление ограждающих конструкций
не должно быть меньше требуемого:
[pic]
3.2 Расчёт термического сопротивления ограждающих конструкций
1. По способу экономичности, определяем по ГСОП:
ГСОП = (20 + 21,6)·291 = 12105,6 °С·сут.
Согласно СНиП [2] расчетное сопротивление теплопередаче ограждающих
конструкций по способу экономичности следует определять по таблице 1б.
Таблица №3.1 «Выписка таблицы 1б из СНиП II-3-79* Строительная
теплотехника»,
|#G0 | |Приведенное сопротивление теплопередаче |
|Здания и |Градусо-сут|ограждающих конструкций, не менее |
|помещения |ки |[pic] |
| |отопительно| |
| |го | |
| |периода, | |
| |°С·сут | |
| | |сте|покрытий|перекрытий|окон и |фонаре|
| | |н |и | |балконны|й |
| | | |перекрыт|чердачных,|х | |
| | | |ий | |дверей | |
| | | |над |над | | |
| | | |проездам|холодными | | |
| | | |и |подпольями| | |
| | | | |и | | |
| | | | |подвалами | | |
|Жилые, лечебно-|2000 |2,1|3,2 |2,8 |0,3 |0,3 |
| |4000 | |4,2 |3,7 |0,45 |0,35 |
|профилактически|6000 |2,8|5,2 |4,6 |0,6 |0,4 |
|е и детские |8000 | |6,2 |5,5 |0,7 |0,45 |
|учреждения, |10000 |3,5|7,2 |6,4 |0,75 |0,5 |
|школы, |12000 | |8,2 |7,3 |0,8 |0,55 |
|интернаты | |4,2| | | | |
| | | | | | | |
| | |4,9| | | | |
| | | | | | | |
| | |5,6| | | | |
2. По санитарно-гигиеническим требованиям:
[pic]
[pic]
[pic]
Сравнивая, требуемое термическое сопротивление по ГСОП и по санитарно-
гигиеническим нормам принимаем наибольшее значение:
Rнс = 5,6 [pic]; Rпл = 8,2 [pic]; Rпт = 7,3 [pic]
3.3 Расчёт толщины основного теплоизоляционного слоя
1. Наружная стена: 1) Бетон: ? = 2400 кг/м3, ? = 1,92 Вт/м оС, ? = 100
мм
2) Пенополиуретан: ? = 2400 кг/м3, ? =1,92Вт/моС,
? =? мм.
[pic]
2. Пол: 1) Монолитная ЖБП: ? = 2500 кг/м3, ? = 1,92 Вт/м оС, ? = 100 мм
2) Минераловатная плита: ? = 125 кг/м3, ? = 0,07 Вт/м оС,
? = ? мм
3) Рубероид, один слой: ? = 400 кг/м3, ? = 0,17 Вт/м оС, ? = 3
мм
[pic]
3. Чердачное перекрытие: конструкция аналогична конструкции пола:
[pic]
3.4 Определение фактического термического сопротивление и коэффициента
теплопередачи ограждающих конструкций
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
В качестве светового заполнения (окон) принимаем обычное стекло и
двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах: из стекла с твердым
селективным покрытием и заполнением аргоном. Приведенное сопротивление
теплопередаче такого окна составляет: Ro=0,82[pic]
Фактический коэффициент теплопередачи окна равен:
[pic]
4. Расчёт теплопотерь здания
4.1 Расчётная мощность системы отопления
Тепловой режим помещения здания в зависимости от назначения помещения
может быть переменным или постоянным.
Постоянный тепловой режим должен поддерживаться круглосуточно в течении
всего отопительного периода для жилых, производственных, административных
учреждений с непрерывным режимом работы, в детских и лечебных учреждениях,
в гостиницах, санаториях и т.д.
Отопительная нагрузка определяется, исходя из теплового баланса,
составленного отдельно для каждого помещения.
Отопительная система должна компенсировать потери теплоты ограждения,
на нагревание инфильтрационного воздуха.
Тепловая мощность системы отопления, Вт, определяется по формуле:
Qс.о. =. Qогр. + Qинф – Qбыт (4.1)
где: Qогр. – теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;
Qинф. – теплопотери на нагревание инфильтрирующего воздуха
поступающего через окна, ворота, щели, Вт;
Qбыт. – теплопоступления от бытовых источников, Вт.
4.2 Теплопотери через ограждающие конструкции
Теплопотери через ограждающие конструкции, Вт, определяются по
следующей формуле:
Qогр. = Fnk·(tв – tн)·(1 + S?) (4.2)
где: F – площадь ограждения, м2;
n – коэффициент учитывающий положение наружной ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху;
k – коэффициент теплопередачи ограждения, [pic];
tв – температура внутреннего воздуха, °С;
tн – температура наружного воздуха, °С;
S? – добавочные потери теплоты:
S? = ?1 + ?2 + ?3 + ?4 + ?5 (4.3)
где: ?1 – добавочные потери теплоты по отношению к сторонам света:
С, В, С-В, С-З = 10% – ?1 =0,1
З, Ю-В = 5% – ?1 =0,05
Ю, Ю-З =0% – ?1 =0
?2 – добавочные потери теплоты на продуваемость помещений с двумя
наружными стенами и более. В жилых помещениях tв увеличивается на 2°С, в
остальных помещениях добавка принимается равной 5% (?2 =0,05).
?3 – добавочные потери теплоты на расчётную температуру наружного
воздуха. Принимается для не обогреваемых полов первого этажа над холодными
подпольями при tн = -40°С и ниже в размере 5%.
?4 – добавочные потери теплоты на подогрев врывающегося холодного
воздуха, через наружные двери, не обогреваемые воздушно-тепловыми
занавесами.
?5 – добавка на высоту помещения. Принимается на каждый последующий
метр сверх 4-х метров в размере 2%, но не более 15%.
4.3. Теплопотери на нагревание инфильтрирующего воздуха
Затраты теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха в помещениях в
жилых и общественных зданиях при естественной вытяжной вентиляции, не
компенсированного подогретым приточным воздухом, определяется по формуле:
Qинф = 0,28·L·?·с·(tв – tн)·k (4.4)
где: L – объёмный расход удаляемого воздуха некомпенсированного подогретым
приточным воздухом. L = 3м3/ч·м2 для жилых помещений и кухонь;
с – удельная теплоёмкость воздуха (с = 1 [pic]);
? – плотность воздуха в помещении, кг/м3, определяется по формуле:
[pic] (4.5)
k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в
конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными
переплетами, 0,8 — для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и
1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами
и открытых проемов.
4.4. Теплопоступления от бытовых источников
Для жилых зданий учёт теплового потока поступающего в комнаты и кухни в
виде бытовых тепловыделений производится в количестве 10Вт на 1м2 площади
пола, Вт:
Qбыт = 10·Fп (4.6)
где: Fп – площадь пола отапливаемого помещения, м2.
Расчёт теплопотерь здания сведён в таблицу №4.1
«Расчёт теплопотерь здания»
Таблица №4.1
|Итого теплопотери всего здания состовляют: SQ=15542,5 Вт |
Удельная тепловая характеристика здания:
[pic] (4.7)
где: а – коэффициент учёта района строительства здания:
[pic] (4.8)
Vн – объём здания по наружному обмеру, м3:
[pic]
[pic]
5 Разработка системы водяного отопления здания
В данном жилом здании рассчитываем местную систему отопления – это
такая система отопления при которой все три основных элемента
(теплогенератор, теплопроводы, отопительные приборы) объединены в одном
устройстве. При этом, отопительные приборы располагаем под каждым окном.
Теплогенератор (котёл) располагаем в топочном помещении.
По схеме включения отопительных приборов к стояку относим данную
систему отопления к однотрубным, с верхним расположением подающей
магистрали. Циркуляция теплоносителя естественная за счёт разностей
плотностей холодного и горячего теплоносителя. Параметры теплоносителя
95–70 оС. Прокладка труб открытая. Горизонтальные участки труб
прокладываются с уклоном не менее 0,002: обратный трубопровод с уклоном в
сторону котла – для спуска воды из системы; подающий трубопровод с уклоном
от котла – для удаления воздуха из системы.
6. Расчёт нагревательных приборов
6.1. Основные расчётные зависимости
Требуемый номинальный тепловой поток, Вт, для выбора типоразмера
отопительного прибора определяется по следующей формуле:
[pic] (6.1)
где: Qпр – необходимая теплопередача приборов в рассматриваемом помещении,
Вт:
[pic] (6.2)
где: Qп – потери теплоты в помещении, Вт;
Qтр – теплоотдача открыто проложенных, в пределах помещения труб
(стояка и подводов), к которым непосредственно присоединён прибор, Вт:
[pic] (6.3)
где: qв, qг – теплоотдача одного метра вертикальных или горизонтальных труб
в пределах помещения, Вт/м;
lв, lг – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах
помещения, м;
?к – комплексный коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения ?tср:
[pic] (6.4)
где: ?tср – разность средней температуры воды в приборе и температуры
окружающей среды, оС:
[pic] (6.5)
Gпр – расход воды в приборе, кг/ч:
[pic] (6.6)
где: с = 4,2 [pic] – теплоёмкость воды;
в – коэффициент учёта атмосферного давления в данной местности;
? – коэффициент учёта направления движения воды:
? = 1 – а(tвх – tвых) (6.7)
где: а = 0,006 – для чугунных радиаторов;
n, p, c – экспериментальные числовые показатели:
|Gпр, |с |n |p |
|кг/ч | | | |
|18 – 50 |1,039|0 |0,02|
|50 – 536|1 |0,3|0 |
Требуемая площадь наружной нагревательной поверхности прибора, м2,
определяется по формуле:
[pic] (6.8)
где: кн.у. – номинальный условный коэффициент теплопередачи отопительного
прибора (для чугунного радиатора составляет кн.у.=10,83[pic])
Минимально-допустимое число секций радиатора определяется по формуле:
[pic] (6.9)
где: Qн.у. – номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора
(для чугунных радиаторов Qн.у. = 185 Вт);
?3 – коэффициент учёта числа секций в приборе;
|Число секций в приборе |До 15 |16–20 |21–25 |26–30 |21–35 |Более 35|
|(3 |1,0 |0,98 |0,96 |0,94 |0,92 |0,90 |
?4 – коэффициент учёта способа установки радиатора (при открытой
установке ?4 = 1).
6.2 Расчет чугунных секционных радиаторов
Для расчёта принимаем чугунные секционные радиаторы марки МС-140-180 по
ГОСТ 86.90-75*.
При расчёте необходимой теплопередачи приборов в рассматриваемом
помещении потерями трубопроводами Qтр. пренебрегаем.
При распределении тепловой нагрузки по приборам потери теплоты от
топочной не учитываем, т.к. в данном помещении имеются избыточные
тепловыделения от теплоподготовительного оборудования: котла,
трубопроводов, арматуры.
Распределение тепловой нагрузки по приборам:
Таблица №6.1
|№ |№ |Потери тепла, Вт |Qп, |
|приб.|пом.| |Вт |
|1 |6 |Qспальня.+ Qванная= |2608 |
| | |= 2569,6 + 38,4 | |
|2 |4 |Qспальня + Qклад.= |3210,4|
| | |= 2850,4 + 360 | |
|3 |3 |Qспальня + Qчасть кор.= |1319,3|
| | |=1196+ 123,3 | |
|4 |2 |Qобщ. ком. + Qчаст кор.+ |4557,1|
| | |Qуборная= | |
| | |=3893,3 + 650 + 13,8 | |
|5 |1 |Qкухня + Qчасть кор.= |3108,8|
| | |=2758,8 + 350 | |
Расчёт нагревательных приборов сведён в таблицу №6.2
Тепловой расчет чугунных секционных радиаторов
Таблица №6.2
[pic]
8. Расчёт расширительного бака
Расширительные баки устанавливаются в системах с верхним расположением
подающей магистрали с естественной циркуляцией. Служат для восприятия
избыточного объёма теплоносителя получаемого в следствии его температурного
расширения, а также служат для удаления воздуха из системы.
Полезный объём расширительного бака, л, определяется по формуле:
Vпол = к·Vc (8.1)
где: к – коэффициент учитывающий объёмное расширение воды (при 95 оС к=
0,024);
Vc – объём теплоносителя в системе, л:
Vc = (Vкот. + Vрадиат. + Vтруб.)·Qс (8.2)
Qс – тепловая мощность системы, кВт;
Vкот. = 9,5 л/кВт
Vрадиат. = 2,6 л/кВт
Vтруб. = 13,8 л/кВт
Vc = (9,5 + 2,6 + 13,8)·6,3209 = 163,7 л
Vпол = 0,024·163,7 = 3,93 л
Полезная высота расширительного бака, при d=300мм:
[pic] (8.3)
9. Годовой расход тепла на отопление
Средний тепловой поток на отопление, Вт:
[pic]
Годовой расход тепла на отопление, МВт:
[pic]
Список использованной литературы
1. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», 2000г.
2. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», 1998г.
3. СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»,
1987г.
4. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3ч. Ч1.
Отопление./Богословский В.Н. 1990.
В курсовой работе была расчитана местная система отопления одноэтажного
жилого здания. Здание расположено в г. Усть-Мома. Расчётная температура
самой холодной пятидневки – 58°С.
В теплотехническом расчёте наружных ограждающих конструкций были
определены основные теплотехнические характеристики ограждающих
конструкций, такие как: толщина теплозащитного слоя, сопротивление
теплопередачи, коэффициенты теплопередачи. Эти параметры для наружных стен,
пола и чердачного перекрытия были определены по способу экономичности по
ГСОП.
Расчётная мощность системы отопления складывается из потерь тепла
ограждающими конструкциями, потерь тепла на инфильтрацию и минус бытовые
теплопоступления. Расчётная мощность системы отопления согласно расчёту
составила 15542 Вт.
В данном здании была разработана однотрубная система отопления, с
верхним расположением подающей магистрали. Циркуляция теплоносителя
естественная за счёт разностей плотностей холодного и горячего
теплоносителя. Параметры теплоносителя 95–70 оС. Прокладка труб открытая.
Горизонтальные участки труб прокладываются с уклоном для удаления воздуха и
слива воды из системы. Отопительные приборы расположены под каждым окном.
Котёл расположен в топочном помещении.
В качестве отопительных приборов были приняты чугунные секционные
радиаторы и был произведён их тепловой расчёт.
В гидравлическом расчёте рассчитано циркуляционное давление системы и
подобраны диаметры трубопроводов. Расчётное циркуляционное давление зависит
от разностей плотностей холодного и горячего теплоносителя, а также от
вертикального расстояния между условными центрами охлаждения и нагреванием
в системе. Потери давления в системе складываются из потерь давления на
трение и на местные сопротивления. Потери давления не должны превышать
расчётного давления. ? = 8,5 %
Также в курсовой работе подобран расширительный бак диаметром 300мм и
высотой 360мм. Годовой расход тепла составляет 2,41 МВт.
| |
