Курсовая работа - Отопление и вентиляция жилого здания

Подождите немного. Документ загружается.

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

Продолжение таблицы 1

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

Продолжение таблицы 1

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

Продолжение таблицы 1

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

Продолжение таблицы 1

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

2.1.4. Определение удельной тепловой характеристики здания

Суммируя тепловую нагрузку системы отопления всех помещений здания, получим

расчетную тепловую мощность системы отопления всего здания

6,52958

ОТ

Вт.

Определив отопительную нагрузку всего здания

ОТ

, Вт, вычисляют удельную

тепловую характеристику здания q, Вт/(м

·°С) по формуле

)(

СР

ОТ

ttV





где V - объем здания по наружному объему (высота здания определяется от уровня земли до

верха утеплителя), м

;

)(

СР

tt 

- расчетная разность температур между средней

температурой воздуха в отапливаемых помещениях и температурой наиболее холодной

пятидневки, °С.

Объем здания V = 4693,8 м

Средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях

СР

= 19 °С.

Температура наиболее холодной пятидневки

= -37 °С.

Тогда

201,0

)3719(8,4693

6,52958





q

Вт/(м

·°С).

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

3. Гидравлический расчет системы отопления

3.1. Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет трубопроводов при выполнении курсового проекта

производится для основного циркуляционного кольца. При этом рекомендуется расчет

проводить методом удельных потерь давления. Расход воды в каждом стояке или на участке

вычисляют по формуле

)(

6.3











ОГ

ttc

, (28)

где Q - тепловая нагрузка стояка или участка, Вт; t

, t

- расчетная температура горячей

и обратной воды в системе отопления, °С; для двухтрубной системы (t

= 95 °С, t

= 70 °С;

с - удельная массовая теплоемкость воды, с = 4,2 кДж/(кг·°С); β

- коэффициент учета

дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет

округления сверх расчетной величины β

= 1,02, принимается по табл. 8.2 [6];

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у

наружных ограждений, принимается по табл. 8.3 [6], для чугунных радиаторов, установлен-

ных у наружной стены, в том числе под световым проемом β

= 1,02.

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления производят в следующей

последовательности.

1. После определения тепловой мощности системы отопления, размещения

отопительных приборов и теплового пункта вычерчивают схему трубопроводов с

изображением всех поворотов, ответвлений, запорно-регулирующей арматуры.

2. На схему наносят тепловые нагрузки всех отопительных приборов (записываются

на расчетной схеме системы отопления над прямоугольниками, изображающими

отопительные приборы), которые суммируются по стоякам и отдельным кольцам

циркуляции.

3. Выбирают основное циркуляционное кольцо, т.е. наиболее протяженное, имеющее

наибольшую тепловую нагрузку.

4. Расчетное циркуляционное кольцо разбивают на участки. На каждом участке

проставляют тепловую нагрузку (в числителе) и его длину (в знаменателе). Расчетное (основ-

ное) циркуляционное кольцо, выделенное жирной линией, включает участки 1 - 16.

Участком называется трубопровод, на котором расход протекающей воды, температура воды

и диаметр трубопровода остаются неизменными. Нумеруют участки, начиная от

распределительного коллектора и кончая сборным коллектором.

5. Определяют расчетное давление ΔP

, Па, которое складывается из давления,

создаваемого элеватором ΔP

и естественного циркуляционного давления ΔP

за счет

остывания воды в отопительных приборах

EHP

PPP 

, (29)

Величину ΔP

определяют по формуле

21,021

)(75,0

РР

ОП







, (30)

Где

ОП

РР 

- разность давления в наружных тепловых сетях, в месте ввода в здание,

кПа (см. задание); и - коэффициент смешения, который находят из соотношения

ОГ

ГГ





, (31)

где

- расчетная температура воды в тепловой сети. °С;

- то же, что и в

формуле (26).

Величину ΔP

определяют по зависимости

)(

ГOЕ

ghР





, (32)

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

где h - вертикальное расстояние между серединой отопительного прибора,

расположенного на первом этаже, и осью элеватора, м; для основного циркуляционного

кольца h можно принимать от 1,5 до 1,7 м;



- плотность охлажденной и горячей

воды, кг/м³; (



= 977,81 кг/м³;



= 961,92 кг/м

; g = 9,81 м/с

6. При выборе диаметра труб исходят из среднего значения удельной линейной

потери давления на трение в основном циркуляционном кольце

СР

, Па/м

СР







65,0

, (33)

где

P

- то же, что и в формуле (29);

l

- сумма длин последовательно соединенных

участков расчетного циркуляционного кольца; длина участков определяется с точностью до

0,1 м по схеме системы отопления; 0,65 - доля потерь давления на трение. Гидравлический

расчет сводится в табл. 2.

7. Заполняют графы 1, 2 и 4 табл. 2, т.е. записывают номера участков, тепловые

нагрузки и длины участков. В графе 3 проставляется расход воды на участке, который

определяется по формуле (28).

8. Ориентируясь на значение

СР

по [6, прил.6], определяют диаметры труб участков

(графа 5 расчетной табл. 3), действительные удельные потери давления на трение R (графа 7)

и скорость движения воды (графа 6). Необходимо следить за тем, чтобы скорость движения

воды не превышала предельно допустимых значений [6]. Умножая величину «R» на длину

«l» получают значение Rl участка (графа 8).

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяют по формуле

ДИН

Z 











, (34)

Где





- сумма коэффициентов местного сопротивления (к.м.с.) на участке,

определяемая по [6, прил. 5] в соответствии с данными табл. 3, составленными на основании

расчетной схемы системы отопления (рис. 6); V - скорость движения воды, м/с;

ρ - плотность воды, кг/м

;

ДИН

- динамическое давление, Па, определяемое по [6, прил.7].

Значение к.м.с. заносят в графу 9 табл. 2, а значения

ДИН

в графу 10.

Величину потерь давления в местных сопротивлениях Z записывают в графу 11, а в

графу 12 - сумму потерь давления Rl+Z.

Общие потери давления в основном циркуляционном кольце

ОЦК

ZRl )( 

полученные путем суммирования потерь давления на трение и в местных сопротивлениях на

всех участках основного циркуляционного кольца (графа 12, табл. 2), сопоставляют с

расчетным циркуляционным давлением.

Расчет основного циркуляционного кольца считается законченным, если выполняется

условие

PОЦК

PZRl  9,0)(

, (35)

Действительный запас расчетного давления, %, вычисляют по формуле

100

)(







ОЦКP

ZRlP

, (36)

Если запас меньше 5 % или больше 10 %, то изменяют диаметры трубопроводов

отдельных участков кольца циркуляции таким образом, чтобы потери давления

соответственно увеличились (при уменьшении диаметров труб) или уменьшились (при

увеличении диаметров).

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

3.1.1. Гидравлический расчет трубопроводов методом

удельной потери давления на трение

Требуется выполнить гидравлический расчет двухтрубной системы водяного

отопления с верхней разводкой и тупиковым движением воды.

Система отопления присоединена к тепловой сети через элеватор. Располагаемое

давление в тепловой сети на вводе в здание

ОП

РР 

= 67 кПа. Температура воды в

подающей магистрали -

= 150 °С , в обратной -

= 70 °С.

Определим коэффициент смешения по формуле (31)







7095

95150

2,2.

Определим давление, создаваемое элеватором по формуле (30)









02,14,41

6575,0

7593 Па.

Определим естественное циркуляционное давление по формуле (32)

 )92,96181,977(81,97,1

265 Па.

Определим расчетное располагаемое давление для системы отопления по формуле (29)

 2657593

7858 Па.

Определим среднее значение удельной линейной потери давления на трение в основном

циркуляционном кольце по формуле (33)







2,77

785865,0

СР

66,2 Па/м.

Дальнейший расчет сводится в табл.2.

Таблица 2

Гидравлический расчет трубопроводов системы водяного отопления

Номер участка

Тепловая нагрузка Q,Вт

Расход теплонос ителя G,кг/ч

Длина участка l,мм

Диаметр, d, мм

Скорость воды V, м/с

Удельные потери на трение R, Па/м

Потери давления на трение Rl,Па

Сумма коэф. Местных

сопротивлений, ∑ζ

Динамическое давление Рдин,Па

Потери давления в местных

сопротивлениях Z, Па

Сумарные потнри Rl+Z,Па

1 52958,6 1891 3,8 40

0,38 56 213 2,5 70 175 388

2 28574,8 1020 6,8 25

0,5 150 1020 1,5 121,3 182 1202

3 18890,1 674 1,0 25 0,31 65 65 1,5 466 70 135

4 12959,9 463 7,2 25

0,21 32 230 1 21,4 21 251

5 7530,2 269 6,5 20

0,2 40 260 1 19,4 19 279

6 5312,7 190 5,9 15

0,25 95 561 6 30,3 182 743

7 3434,5 123 3,0 15

0,16 40 120 2 12,4 25 145

8 1991,5 71 3,0

15 0,096 15 45 2 4,5 9 54

9 995,75 36 1,4 15

0,05 3,2 4,5 6,5 1,2 8 12,5

10 995,75 36 1,4 15

0,05 3,2 4,5 2,5 1,2 3 7,5

11 1991,5 71 3,0 15

0,96 15 45 2 4,5 9 54

12 3434,5 123 3,0 15

0,16 40 120 2 12,4 25 145

13 5312,7 190 5,9 15

0,25 95 561 6 30,3 182 743

14 7530,2 269 6,5 20

0,2 40 260 1 19,4 19 279

15 12959,9 463 7,2 20

0,35 112 806 1 59,4 59 865

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат

16 18890,1 674 1,0 20

0,31 240 240 1,5 46,6 70 310

17 28574,8 1020 6,8 25

0,5 150 1013 1,5 111,7 168 1181

18 52958,6 1891 3,8 40 0,38 56 213 2,5 70 175 388

S S∑l= 77.2 S S∑(Rl+Z)= 7182

Коэффициенты местных сопротивлений (графа 9, табл. 2), принятые по [6, прил. 5],

приведены в табл. 3. В графу 10 табл. 2 заносим значение P

ДИН

, принимаемое по [6, прил. 7]

при соответствующей скорости движения теплоносителя на каждом участке.

Таблица 3

Местные сопротивления и их коэффициенты на участках

основного циркуляционного кольца

Номер

участка

Диаметр

d, мм

Наименование местных

сопротивлений

Коэффициенты

местных

сопротивлений

Сумма

Коэффициентов

местных

сопротивлений

1 32

Задвижка,

два отвода

0,5

2=2

2,5

2 32 Тройник на ответвлении 1,5 1,5

3 20

Тройник на ответвлении 1,5

1,5

4 20 Тройник на проходе 1 1

5 20 Тройник на проходе 1 1

6 20

Тройник на проходе,

1 отвод,

кран проходной

7 Крестовина на проходе 2 2

8 15 Крестовина на проходе 2 2

9 15

Тройник на ответвлении,

кран двойной регулировки,

½ радиатора

1,5

6,5

10 15

½ радиатора,

Тройник на ответвление,

1,5

2,5

11 15 Крестовина на проходе 2 2

12 15 Крестовина на проходе 2 2

13 20

1 отвод,

кран проходной,

Тройник на проходе

14 20 Тройник на проходе 1 1

15 20 Тройник на проходе 1 1

16 20 Тройник на ответвлении 1,5 1,5

17 32 Тройник на ответвлении 1,5 1,5

18 32

2 отвода,

Задвижка

0,5

2,5

Определим запас расчетного давления по формуле (36)





100

7858

71827858

8,6 %, что допустимо.

3.2. Расчет индивидуального теплового пункта

Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по

выражению (37) для его подбора по серийным данным [8, табл. VI.12], вычислению диаметра

сопла элеватора, мм, по соотношению (38)

ОЦК

ОС

ZRl

)(1000

4,87





, (37)

где

..ОС

- расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч;

ОЦК

ZRl )( 

- общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па.

КР-27010265-2009-64

Лист

Изм.

лис

т.

№док. Подп.

Дат





, (38)

где u – коэффициент смешения, вычисляемы по формуле (31).

3.2.1. Расчет и подбор индивидуального теплового пункта

Требуется подобрать элеватор для следующих условий: расчетная тепловая нагрузка

системы отопления

39790

ОТ

Вт; температура воды в тепловой сети составляет

= 150 °С,

= 70 °С; параметры воды в системе отопления -

= 95 °С,

= 70 °С;

разность давления в тепловой сети

ОП

РР 

= 60 кПа; теплоемкость воды c = 4,2

кДж/(кг·°С).

Определим расход воды в системе отопления и коэффициент смешения по формулам

(26) и (29)







 02,102,1

)7095(2,4

6.529586.3

..ОС

1891 кг/ч;







7095

95150

2,2.

Определим давление, создаваемое элеватором, по формуле (30)









02,14,41

6575,0

ЭЛ

7593 Па.

Определим расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по

формуле (28)







 02,102,1

)70150(2,4

6.529586.3

..СТ

567 кг/ч.

Расход воды, подмешиваемой G

ПОД

из обратной магистрали системы отопления в

элеватор, составляет

13245671891

....



СТОСПОД

GGG

кг/ч.

Определим диаметр горловины элеватора по формуле (37)







71821000

1891

4,87

13,05 мм.

По [8, табл. VI.12] принимаем к установке стандартный элеватор №1, имеющий

диаметр горловины 15 мм, т.е. близкий к полученному по формуле (35) [6].

Определим диаметр сопла элеватора по формуле (38)

569,4

2,21







мм.