Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Дальневосточный Государственный Технический Университет

(ДВПИ  им. Куйбышева)

Строительный институт

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Пояснительная записка к курсовому  проекту по отоплению

«Отопление жилого пятиэтажного здания в г.Чита»

Выполнил студент

группы С-3972

Сокоров А.В.

Проверила: доцент, к.т.н. Штым А.С.

Владивосток

2006

1. Введение

2. Задание на проектирование

3. Характеристика объекта проектирования

4. Климатологические данные района застройки

5. Теплофизическая характеристика ограждающих конструкций

6. Расчет теплопотерь здания

7. Расчет расхода теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрующегося в помещении

8. Обоснование выбора системы отопления

9. Гидравлический расчет трубопровод системы отопления.

10. Выбор типа отопительных приборов

11. Тепловой расчет отопительного прибора через ЭКМ.

12.  Тепловой расчет отопительнйх приборов через номинальный тепловой поток.

13. Выбор типа приборного узла.

14. Расчет элеватора.

15. Заключение.

16. Список литературы.

1. Введение

Вследствие особенностей климата на большей части территории Российской Федерации и в условиях современного города до 80% своей жизни человек проводит в закрытых помещениях. В этих помещениях для обеспечения нормальных условий для жизни и деятельности человека, для сохранения сооружений и материальных ценностей, находящихся в них, а в ряде случаев  и для обеспечения технологического процесса, производительности труда и высокого качества продукции, помимо других факторов, формирующих микроклимат в помещении, необходимо поддерживать определенную температуру воздуха. При её нарушении значительно сокращается срок службы ограждающих конструкций. Задача поддержания такой температуры воздуха в закрытых помещениях возлагается на отопительные установки, устройством и совершенствованием которых человечество занималось издавна./2/

Потребление энергии в нашей стране, неуклонно возрастает и, прежде всего для тепло обеспечения зданий и сооружений./1/

Основными среди тепло затрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячего водоснабжения) являются затраты на отопление. Это объясняется условием эксплуатации зданий в холодное время года, когда тепло потери через ограждающие конструкции зданий значительно превышает внутренние тепловыделения, поэтому используют отопительные установки для поддержания необходимой температуры./1/

Отопление – искусственное, с помощью специальной установки или системы, обогревание помещений здания для компенсации теплопотерь и поддержание в них температурных параметров на уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в помещении людей или требованиями технологических процессов, протекающих в производственных помещениях./1/

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения зданий, её элементы при проектировании со строительными конструкциями и сочетаются планировкой и интерьером помещений. Так же отопление – один из видов технологического оборудования здания. Для создания и поддержания теплового комфорта требуется технически совершенные и надежные отопительные приборы /1/

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путём оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации, способы управления отопительной установкой для экономии тепловой энергии.

В настоящее время направления и интенсивность совершенствования техники определяются, прежде всего, условиями возрождающихся рыночных отношений в экономике России. Повсеместно внедряются новые современные технологии отопления, многие из которых ранее не имели аналогов в России./1/

2. Задание на проектирование

В курсовом проекте требуется запроектировать систему отопления жилого пятиэтажного дома. Для этого необходимо сделать:

      Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

      Расчет теплопотерь здания и помещений в нем.

      Гидравлический расчет схемы системы отопления.

      Расчет поверхности отопительных приборов.

      Расчет элеватора и подбор оборудования теплового пункта.

Графическая часть курсового проекта заключается в составлении плана промежуточного этажа, плана технического подвала, аксонометричесской схемы трубопроводов здания, а также схемы теплового узла здания и чертеж элеватора.

3. Характеристика объекта проектирования

      Район застройки - г.Чита

      Назначение здания – жилое

      Количество этажей – 5

      Наружная стена – кирпич, с утеплителем

      Подвал

      Перекрытие над подвалом – с утеплителем

      Перекрытия ж/б.

      Разводка – верхняя

      Высота здания – 18 м.

      Высота первого, второго, третьего, четвертого, пятого этажей – 3 м

      Ориентация – северная.

      Источник теплоснабжения ТЭЦ 150/70

4. Климатологические данные района застройки

      Зона влажности – cухая /12/

      Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А /12/

      Температура наиболее холодной пятидневки:  – 38 оС /7/  

      Средняя температура отопительного периода:  – 11,4оС/7/

      продолжительность, суток, периода: 242 сут. /7/

      Среднемесячная относительная влажность воздуха наиб. холодного месяца:75% /7/

      Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь: 3,2 м/с. /7/

      Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях здания:        

     t =20оС; t лк=16оС; t кух =18оС. /9/

      Коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкции в=8,7 Вт/м2оС /12/

      Коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкции н=23 Вт/м2оС /12/

      Расчетное значение относительной влажности внутреннего воздуха: =60%;

5. Теплофизическая характеристика ограждающих конструкций

a)    Сопротивление теплопередаче несущей стены

Сгласно /12/ приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rо следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, Rотр определяемых исходя из санитарно - гигиенических и комфортный условий по формуле (1) и условий энергосбережения.

Требуемое сопротивление теплопередаче стены, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

;   (1)

где

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху(12)

tв – расчетная температура внутреннего воздуха, оС, принимаемая согласно СНиП 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82.

tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (12)  – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции Вт/м2оС. /12/

n=1; t=20оС; tн=-38 оС; tн=4оС; =8,7 Вт/м2оС.

моС/Вт

Действительное сопротивление теплопередаче стены:

   (2)

где

I- толщина слоя, м.

I - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/моС /12/

н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции Вт/м2оС.

 – то же что и в формуле (1)

Требуемое сопротивление теплопередаче стены, отвечающее условиям энергосбережения (Rопргсоп ), принимается по /12/ в зависимости от градусо – суток отопительного периода:

ГСОП=(tв-t от.пер)z от.пер;    (3)

где

t от.пер;z от.пер – средняя температура,оС,  и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8оС по СНиП 2.01.01-82

t в – то же что и в формуле (1)

t от.пер=-11,4 оС

z от.пер=242 сут.

ГСОП=(20+11,4)*242=7598,8

Rопргсоп=3,72 м2оС/Вт (приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции)

Конструкция наружной стены

1,5 –известково–песчаный раствор:Вт/моС.     Вт/моС.

2 – кирпичная кладка:  Вт/моС.

3 – воздушная прослойка: моС/Вт.

4 – утеплитель: Вт/моС.

- поэтому

   (4)   откуда толщина теплоизоляции

;   (5)  

м.,

        тогда

(6)  

моС/Вт

(условие выполнено)

b)   Сопротивление теплопередаче пола

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, согласно формуле(1):

;  где

n=0,75; tн=2оС /12/.

моС/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче стены, отвечающее условиям энергосбережения моС/Вт /12/.

- расчет ведем по условию энергосбережения

Конструкция пола первого этажа.

1 – сосновая рейка:Вт/моС.

2 – воздушная прослойка:моС/Вт.

3 – утеплитель (пенополиуретан): Вт/моС.

4 – пароизоляция (рубероид): Вт/моС.

5 – цементно–песчаная стяжка: Вт/моС.

6 – ж/б плита перекрытия: Вт/моС.

Действительное сопротивление теплопередаче пола  

  (7)  

Расчет термического сопротивления теплопроводности ж/б плиты пола первого этажа.

Приведенное термическое сопротивление неоднородной конструкции определяется следующим образом:

1.Плоскостями параллельными направлению теплового потока рассекаем конструкцию на однородные участки или участки состоящих из однородных слоев(I, II).

2.Плоскостями перпендикулярными направлению теплового потока рассекаем конструкцию на однородные слои или однородность которых нарушена (1,2,3).

Термическое сопротивление участка I:

RI== м2оС/Вт   (8)  

Термическое сопротивление участка II:

м2оС/Вт  (9)  

Сопротивление теплопроводности плиты параллельной тепловому потоку:

  (10)  

FI;FII – площадь отдельных участков конструкции, м2

RI;RII – термическое сопротивление отдельных участков конструкции м2оС/Вт

F1 = a*1м

FI =в*1м, тогда

м2оС/Вт   (11)  

Сопротивление теплопроводности плиты перпендикулярной тепловому потоку:

;  (12) 

где - эквивалентный коэффициент теплопроводности слоя однородность которого нарушена

;   (13)  

где FI;FII – то же что и в формуле (10)

; тогда

м2оС/Вт

Приведенное термическое сопротивление неоднородного слоя:

   (14)  

м2оС/Вт

тогда из формулы (7)

;  (15)  

Толщину утеплителя принимаем 390мм. Тогда действительное сопротивление теплопередачи пола первого этажа

м2оС/Вт

(условие выполнено)

c)    Сопротивление теплопередаче перекрытия верхнего этажа.

Конструкция  перекрытия верхнего этажа.

1.Плита перекрытия:

2.Цементная стяжка: Вт/моС

3.Пароизоляция(рубероид): Вт/моС

4.Утеплитель(вермикулит): Вт/моС

5.Цементная стяжка: Вт/моС

6.Рубириройд: Вт/моС

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

согласно формуле (1):

;  где

n=0,9; tн=2оС  (12).

м2оС/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, отвечающее условиям энергосбережения м2оС/Вт  (12).

- расчет ведем по условию энергосбережения

Действительное сопротивление теплопроводности чердачного перекрытия:

(16)  

Расчет термического сопротивления теплопроводности ж/б плиты поткрытия ведется аналогично расчету термического сопротивления теплопроводности ж/б плиты пола первого эража (рис4):

1.Плоскостями параллельными направлению теплового потока рассекаем конструкцию на однородные участки или участки состоящих из однородных слоев(I, II).

2.Плоскостями перпендикулярными направлению теплового потока рассекаем конструкцию на однородные слои или однородность которых нарушена (1,2,3).

Термическое сопротивление участка I:

RI== м2оС/Вт   (8)

Термическое сопротивление участка II:

м2оС/Вт  (9)

Сопротивление теплопроводности плиты параллельной тепловому потоку, согласно формуле (11):

м2оС/Вт

эквивалентный коэффициент теплопроводности слоя однородность которого нарушена, согласно формуле (13)

Вт/моС

Сопротивление теплопроводности плиты перпендикулярной тепловому потоку, согласно формуле (12):

м2оС/Вт

Приведенное термическое сопротивление неоднородного слоя, согласно формуле (14):

м2оС/Вт

тогда из формулы (16)      (17) 

м

Примем толщину утеплителя 0,2 м, тогда действительное сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, согласно фрмуле (16):

м2оС/Вт

(условие выполнено)

Таблица № 1

Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений

6. Расчет теплопотерь здания

Теория расчета теплопотерь здания.

Для выяснения мощности отопительной установки и последующих расчетов всех элементов системы (поверхности и количества котлов, нагревательных приборов, а также расчетных расходов теплоносителя и потребных для него сечений трубопроводов) производят подробный расчет теплопотерь во всех помещениях здания./6/

Теплопотери в помещениях в общем виде слагаются из теплопотерь через ограждающие конструкции, телозатрат на нагревание наружного воздуха, поступающего через открываемые ворота,двери и другие проемы и щели в ограждениях, а также на нагревание поступающих с наружи материалов, оборудования и транспорта. Теплозатраты могут также быть при испарении жидкости других эндотермических процессов, при подаче воздуха для вентиляции с пониженной температурой по сравнению с температурой помещений./3/

Тепловыделения в помещениях в общем виде составляются из теплоотдачи людьми, теплопроводов и нагревательного технологического оборудования, тепловыделений источниками искуственного освещения и работающим электрическим оборудованием, нагретыми материалами и изделиями, теплопоступлений от экзотермических технологических процесов и солнечной радиации, также принимаются во внимание поступления через ограждающие конструкции из смежных помеений./3/

        Теплопотери через наружные ограждения здания при заданном тепловом режиме определяются величиной теплового потока в ккал/час, и зависят от конструкции и теплофизических строительных материалов ограждений и от архитектурно – планировочного решения здания.

Теплопотери отапливаемых помещений состоят из основных и добавочных.

Основные теплопотери определяются только температурным перепадом между температурой воздуха в внутри помещения и температурой воздуха наружного, и сопротивлением теплопередаче ограждающей конструкции.

Основные теплопотери рассчитываются по формуле:

(Вт;ккал/час)  (18); где

F – площадь поверхности через которую происходит теплопередача.м2

R0 – сопротивление теплопередаче ограждения (м2чоС/ккал)

tв – внутренняя температура помещения, 0С

tн – температура наружного воздуха, 0С

Основные теплопотери через ограждения часто окозываются меньше действительных теплопотерь, так как при этом не учитывается влияние на процесс теплопетедачи некоторых факторов. Эти дополнительные потери теплоты обычно учитывают добавками к основным теплопотерям./1/

Условное деление надбавок по определяющим факторам:

1-надбавка на ориентацию помещения по сторонам света (сторонам горизонта)

2-надбавка на угловые помещения

3-надбавка на инфильтрацию наружного воздуха

4-надбавка на ветер (эта надбавка в инфильтрационной части входит в расчет                  инфильтрации а конвективная часть в настоящее время не учитывается) 

5-надбавка на высоту помещения

6-надбавка на врывание холодного воздуха через входные двери

Полные теплопотери складываются из основных теплопотерь (qok), потерь на нагревание инфильтрующегося воздуха (Qинф) и тепловыделений впомещении (Qтп):

Qполн=;   где (19)

k-коэффициент надбавок

;   (20)

mi – надбавки в %

Qтп принимаем равными 10Вт с 1м2 кухни.

Для определения расчётных площадей  F ограждений, следует руководствоваться правилами обмера:

o          для угловых помещений размер по горизонтали – от внешней поверхности наружного угла до оси помещения;

o          для остальных помещений по осям;

o          вертикальный размер первого и последнего этажей – от оси междуэтажного перекрытия до наружной поверхности покрытия или перекрытия;

o          вертикальный размер промежуточного этажа – по осям;

o          пол и потолок – от внутренней поверхности наружной стены до оси смежного помещения;

o          площадь световых заполнений – по строительным размерам в свету.

Таблица №3

Сводная таблица теплопотерь

7. Расчет расхода теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрующегося в помещении.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений влияют, после того как будут определены следующие велтчины:

1.      Среднее гравитационное давление:

   (21)

Nзд – число этажей в здании.

hэт – высота этажа, м.

- принимаются в зависимости от температуры.(принимается по таблице в методических указаниях к курсовому проекту).

2.      Условно – постоянное давление воздуха в здании, Па.

При выключенных вентиляторах и закрытых каналах систем вентиляции допустимо принимать и

  (22)

Fокф – площадь окон рассчитываемого фасада, м2

Fокз – общая площадь окон зданий, м2.

Р – ветровое давление(по таблице 6 в методических указаниях к курсовому проекту )

- коэффициент, учитывающий влияние на давление в здании.

При              

При           

а – коэффициент, зависит от и (таблица 8)

  (23)

Рн – плотность наружного воздуха, кг/м3

V – скорость ветра, м/с /7/. Расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций, на уровне пола первого этажа, Па.

(24)

Удельный вес, Н/м3, наружного воздуха и воздуха в помещении определяем по формуле: (25)

hi - расчетная высота, м, то уровня земли до верха окон .

3.                      Расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций на первом этаже , Па.

Плотность наружного воздуха определяем по формуле:

   (26)

Аэродинамический коэффициент для наветренной поверхности ограждений здания принимаемым равным Сi.n.=-0,6; исходя из того, что данное жилое здание относится к разряду отдельно стоящие плоские сплошные конструкции.

Кi - Коэффициент учета изменения скоростного давления ветра.

Н – высота здания.

4.                      Расход инфильтрующегося воздуха в помещении Gi кг/ч, через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле.

  (27)

А1 – площадь наружной ограждающей конструкции, м2

А2 – площадь светового проема, м2

А3 – площадь щелей и неплотностей в наружных ограждающих конструкций, м2.

Конструкция стены –кирпич, толщиной 0,640м, сопротивление воздухопроницанию Ru=18м2чПа/кг(из теплофизического расчета).

Gn – нормативная воздухопроницаемость для ограждений конструкции окон, в районах со средней температурой наиболее холодной пятидневки(принимаем по таблице №2, методические указания к курсовому проекту.)

L – длина стыков стеновых панелей, м, равна нулю так как конструкция стены данного жилого здания из обыкновенной панели с воздушной прослойкой.

5.                      Расход теплоты Qi, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле:

Qi=0,28  (28)

С=1Дж/кгоС(удельная теплоемкость воздуха)

tp – расчетная температура воздуха в помещении, оС

ti – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, оС.

к=0,8 коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях для окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

6.                      Расход теплоты  Qi, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует принимать равным большей из величин, полученных по расчету по формулам:

  (29)

Ln=3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений. Ln – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом.

Плотность воздуха в помещении определяем по формуле:

  (30)

Из полученных Qinp1 и Qinp2  по расчету величин принимаем большее.

Дальнейший расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений, рассчитывают в таком же порядке, с учетом вычисленных величин, которые далее остаются неизменны.

Расчет расхода теплоты на нагревание наружного воздуха инфильтрующегося в комнату 101.

1.                      Prср=|(5-1)/2|*3*2,8=16,8Па

hэт=3 м,Nзд=5

2.     

Hзд=18м.

и

V=2,4м/c

н=1,136кг/м3

Fок=392м2

Fок.ф.=196м2

3.                     

4

4.                     

5.     

6.      Qинф1=0,28*1,54*1*(20+38)*0,8=25,35Вт

7.      Qинф2=0,28*3*15,03*1,2*1*(20+38)*0,8=705,9Вт.

Qинф1< Qинф2=>принимаем Qинф2.

8. Обоснование выбора системы отопления

Эффективность отопления здания связана с поддержанием заданной температуры помещений в течение требуемого периода времени при нормальных условиях эксплуатации. Следовательно, эффективность отопления обуславливается, прежде всего надежностью системы отпления./1/ 

Проектируемое здание  имеет чердак, поэтому целесообразно принять систему отопления с верхней разводкой. Эта система в сравнение с системой нижней разводки менее металлаемкая. По способу прокладки магистралей примем тупиковую систему, она обладает большей гидравлической устойчивостью и более надежная в эксплуатации.

По виду эта система отопления однотрубная. На лестничных площадках принимаем проточные стояки, а в остальных стояки с осевым замыкающим участком. Замыкающие участки служат для установления регулировочной арматуры (местная регулировка). В данном курсовом проекте используется краны двойной регулировки для подачи теплоносителя через замыкающий участок в отопительные приборы.

В системе отопления с верхней разводкой подающая и обратная магистрали расположены на высоте не менее 150 мм. От поверхности пола в целях изоляции трубопровода и укладываются на кирпичных столбиках.

Для удобства монтажа и снижения теплопотерь, магистральный трубопровод должен располагаться не меньше чем на 1 – 1,5 м.

Каждая ветвь должна быть отключенной от подающей и обратной магистрали либо шаровыми кранами или задвижками при d больше 50 мм. В системах с верхней разводкой уклон подающей и обратной магистрали выполняется в сторону теплового узла для опорожнения системы и удобства монтажа.

Стояки используются «П» - образной формы с односторонней и двухсторонней нагрузкой.

В однотрубных системах отопления нагревательные приборы соединены последовательно и температура входящей в них горячей воды не одинакова, проходя по стояку она постепенно охлаждается. Такая система имеет более экономичные показатели по стоимости, трудоемкости монтажа, эксплуатационных затрат чем двухтрубная система.

9. Гидравлический расчет трубопровод системы отопления.

Перед проведение гидравлического расчета следует произвести подготовительную работу и выбрать метод гидравлического расчета, приведя теоретические основы и алгоритм. Гидравлическому расчету предшествует подготовительная работа, которая складывается из следующих этапов:

      На плане промежуточного этажа расставить нагревательные приборы и стояки.

      На планах подвала начертить трубопроводы подающих и обратных магистралей, ввод теплосети и тепловой узел.

      Начертить аксонометрическую схему каждой ветви системы отопления, на которой должны быть нанесены все нагревательные приборы, запорно – регулировочная арматура, уклоны, воздухоотводчики. На аксонометрической схеме должны быть указаны тепловые нагрузки каждого нагревательного прибора, стояков и гидравлических участков.

      Каждое циркуляционное кольцо разбивается на гидравлические участки по ходу движения теплоносителя с указанием их длины и тепловой нагрузки.

Гидравлический расчет трубопроводов систем водяного отопления сводится к определению экономичных диаметров труб, способных пропустить расчетный расход теплоносителя при располагаемом перепаде давления. Для систем отопления, подключенных к тепловым сетям через элеватор, располагаемое давление равно 10 – 12 кПа./4/

В жилых зданиях рекомендуется присоединять не более восьми стояков на одну ветвь системы отопления (оптимально – шесть стояков). При тупиковом движении воды в магистралях расчетное циркуляционное кольцо должно проходить через наиболие нагруженный и удаленный стояк. Метод гидравлического расчета трубопроводов выбирается в зависимости от принятой системы отопления. В данном курсовом проекте система отопления однотрубная с верхней разводкой. Для нее рекомендуется применять метод динамических давлений с переменным перепадом температур/4/. Его сущность заключается в том, что потери по длине, т.е. потери на трения, заменяются равноценными им потери в местных сопротивлениях

В расчете используется данные из таблиц /6/ с. 64 - 69 “Расчет системы отопления”.

Потери на участках определяются:

, где  (31)

- динамическое давление III64 коэффициент, Па

- местного сопротивления  

, где  (32)

 сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке

- длина трубопровода на участке

-  коэффициент трения

-условный диаметр трубопровода

Значения  принимаются  в зависимости от диаметра.   

В этом методе температурный период при значении температуры теплоносителя 95/70, на стояк.

Расход теплоносителя на  стояк :

;где  (33)

-тепловая нагрузка на стояк, (Вт)   - температурный перепад, для самого удаленного стояка.

Выбор диаметра стояка осуществляется логическим умозаключением (исходя из тепловых нагрузок, задаются диаметрами участков).

На первом участке, зная расход и диаметр, находим динамическое давление и считаем давление на участке.

Так как второй участок гидравлически параллелен первому, то потери давления второго стояка равна потерям давления первого стояка, то есть

Р= Р. Отсюда находим значение динамического давления:

Р  (34)

и в зависимости от значения диаметра и динамического давления находим по таблице III64 расход и считаем температурный перепад

  ;   (35)

температурный перепад не должен выходить за заданный предел.

              Следующий участок трубопровода рассчитывается следующим образом: зная сумму расходов первого и второго стояка и диаметр, а также          находим потери давления. Третий стояк рассчитывается аналогично второму и так далее.

После окончания гидравлического расчета ветви необходимо произвести проверку температурного перепада стояков:

  (36)

Расхождения между средним температурного перепада и нормативным значением не должно превышать 10%    100%               

Потери давления не семеричных ветвей так же должны иметь расхождение не более -+ 10%

  (37)

Потери давления системы не должны превышать 12 кПа.

Таблица№5

10. Выбор типа отопительных приборов

При выборе вида отопительных приборов следует, прежде всего, учитывать давление в системе, качество теплоносителя (например, стальные панельные радиаторы могут применяться только в системах водяного отопления с химически подготовленной деаэрированной водой, а также состав воздушной среды помещений (стальные приборы без защитного покрытия нельзя применять при наличии в воздухе помещений веществ, агрессивных по отношению к металлу)./3/

Принимают также во внимание назначение и архитектурно-технологическую планировку здания, особенности теплового режима помещений, места и длительность пребывания на них людей./3/

При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных и противовзрывных требованиях выбирают приборы с гладкой поверхностью – радиаторы панельные бетонные или стальные и гладкотрубные приборы (при обосновании)/3/.

При длительном пребывании людей в обычных условиях применяют приборы конвективно-радиационного и конвективного вида (не более двух видов приборов для всего здания или сооружения). В производственных зданиях чаще используют приборы, обеспечивающие повышенную тепловую плотность по длине (радиаторы секционные, несколько ребристых труб друг над другом); в административно-бытовых зданиях - конвекторы без кожуха; в гражданских - радиаторы и конвекторы с кожухом. В помещениях,  предназначенных для кратковременного пребывания людей, предпочтение отдается приборам с высокими технико-экономическими показателями./3/

Отопительные приборы должны обеспечивать равномерное обогревание помещений. Наиболее равномерно помещения нагревают напольные и потолочные отопительные панели. Вертикальные приборы размещают, прежде всего, световыми проемами, причем желательно, чтобы под окнами длина приборов составляла не менее 50% длины проемов (как правило, не меньше 75% в больницах, детских учреждениях, школах, домах престарелых и инвалидов); под витринами и витражами приборы располагают по всей их длине./3/

При размещении приборов под окнами вертикальные оси оконного проема и прибора совмещают (допустимо отклонение не более 50 мм). В жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, административно-бытовых зданиях приборы могут быть смещены от оси проемов./3/

Отопительные приборы (при невозможности размещения их под окнами или у наружных стен) могут быть установлены у внутренних стен. Для ориентировки при размещении приборов используются данные о номинальном тепловом потоке и длине приборов./3/

Вертикальные отопительные приборы следует размещать по возможности ближе к полу помещений (минимальное расстояние от низа прибора до поверхности пола 60 мм)./3/

На лестничных клетках многоэтажных зданий (до 12 этажей) с наружными входами отопительные приборы располагают в нижней их части рядом со входными дверями, применяя высокие конвекторы. В малоэтажных зданиях используют отопительные приборы того же типа, который принят для отопления основных помещений. Эти приборы размещают на первом этаже при входе (а также в подвальной части лестничной клетки, если она имеется); отдельные приборы могут быть перенесены на промежуточную лестничную площадку между первым и вторым этажами. Установка отопительных приборов во входных тамбурах с наружными дверями недопустима; приборы могут быть помещены во внутренних тамбурах (при тройных входных дверях с двумя тамбурами между ними)./3/

Отопительные приборы размещают так, чтобы были обеспечены их осмотр, очистка и ремонт. Если применяется ограждение (экран) или декорирование приборов, кроме конвекторов с кожухом (по технологическим, противопожарным, противовзрывным или архитектурным требованиям), то уменьшение номинального теплового потока укрытых приборов допустимо не более чем на 10% (в жилых зданиях приборы не укрывают)./3/

Присоединение труб к отопительным приборам может быть с одной стороны (одностороннее) и с противоположных сторон (разностороннее). При разностороннем присоединении возрастает теплопередача приборов, однако конструктивно рациональнее делать одностороннее присоединение труб (разносторонне присоединяют радиаторы при числе секций более 20, а также при числе приборов «на сцепке» более одного)./3/

Тепловой поток вертикальных приборов зависит от расположения мест подачи и отвода из них теплоносителя воды. Теплопередача возрастает при подаче теплоносителя воды в верхнюю часть и отводе воды из нижней части прибора (направление движения сверху - вниз) и понижается при направлении движения снизу – вверх. При установке отопительных приборов в несколько ярусов по высоте (радиаторов, конвекторов, гладких труб или ребристых труб) рекомендуется обеспечивать последовательное движение теплоносителя сверху - вниз (из верхнего яруса в нижние)./3/

К установке принимаем отопительный прибор – радиатор чугунный секционный МС – 140 – 98. Радиатор конвективно-радиационный прибор. Отвечает многим требованиям:

а) теплотехнические - имеют большую тепловую мощность на единицу длины прибора;

б) эксплуатационные – долговечен при использовании, так как более коррозионостоек по сравнению с другими отопительными приборами;

в) варьирование количества секций, т.е. изменение площади нагрева. Чугунные секционные радиаторы отличаются значительной тепловой мощностью на единицу длины прибора(компактностью) и стойкостью против коррозии(долговечностью).

Однако чугунные радиаторы МС – 140 – 98 имеют ряд недостатков: они металлоемки, производство их трудоемко, монтаж затруднителен из – за большого веса, очистка от пыли не удобна, внешний вид непривлекателен./1/

Заменим отопительные приборы МС – 140 – 98 на аллюминевый радиатор Elegance, модель Е.500.

Итальянские секционные радиаторы Elegance получили свое название благодаря изящному дизайну. Велиаколепная теплоотдача (190 Вт при межосевом расстоянии – 500 мм), высокое рабочее давление (16 Атм) не оставляют сомнения в том, что Elegance стал лидером на российском рынке отопительных систем. Радиаторы прошли испытание в НИИ Сантехники, сертифицированы Госстандартом РФ и рекомендованы к применению в российских условиях. Гарантийный срок на радиаторы – 10 лет.

Но использование аллюминевых радиаторов не всегда целесообразно, так как требуется более качественная водоподготовка.

11. Тепловой расчет отопительного прибора через ЭКМ.

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающий необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение./1/

Расчетная поверхность нагревательных приборов определяется в эквивалентных квадратных метрах (экм) по известным величинам теплопотерь отапливаемого помещения и теплоотдачи для принятых к установке приборов./6/

Эквивалентным квадратным метром считается площадь нагревательной поверхности прибора с теплоотдачей 506 Вт (435 ккал/ч) при разности средней температуры теплоносителя и воздуха (tг – tв) = 64,5 оС и относительном расходе теплоносителя воды в приборе Gотн = 1,0./1/

Последовательность расчета:

Необходимо:

1.            Определить t – температуру теплоносителя из отопительного прибора: t= t-  (38)

Здесь температура входа в первый прибор по ходу движения теплоносителя равна температуре теплоносителя в подающей магистрали t, а температура выхода теплоносителя в каждый последующий прибор равна температуре выхода из предыдущего.

Gсm – расход теплоносителя в стояке (из гидравлического расчета ), кг / час .

Qпр – теплопотери помещения, замещаемые прибором.

2.                  Рассчитать теплоотдачу поверхности прибора:

q, где  (39)

– разность средней температуры теплоносителя в нагревательном приборе и температуры окружающего воздуха, оС :

, где  (40)

Z – поправочный  коэффициент, учитывающая схему питания прибора: при подачи воды по схеме: сверху вниз Z=1: снизу в верх Z=0.78;  снизу в низ Z=0.9;

- поправочный  коэффициент, зависит от относительного расхода  и  от схемы подачи теплоносителя  в прибор: сверху вниз =1,07: снизу в верх =1,18;

3.                 Определить  коэффициенты , и Атр

- коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах. /табл.III.19 Щекин)

- коэффициент, учитывающий способ установки радиатора.(табл.III.21 /6/)

Атр – поверхность нагрева открыторасположенных трубопроводов /6/.

4.                  Определить поверхность отопительного прибора  Ар (ЭКМ), необходимая для обогрева помещения:

А  (41)

5.                 Определить переход  расчетной поверхности нагрева, выраженной в ЭКМ, к конкретному числу секций радиатора и конвекторов и регистров из гладких труб:

6.                                                   , где  (42)

-поверхность одной секции  радиатора, конвектора, регистра, выраженная  в ЭКМ;

- коэффициент, учитывающий число секций в отопительном приборе. Расчет поверхности отопительного прибора, определение числа секций  или типоразмера в зависимости от выбранного прибора в таблицы.

Таблица№6

Ведомость расчета нагревательных приборов через э.к.м.