Отопление и вентиляция жилого дома

Выбор вида отопительных приборов производим по [2, прил.11].

Принимаем чугунный радиатор МС-140-108.

 

Площадь нагрева приборов рассчитывают в квадратных метрах (м²).

Расчетная площадь F_пр, м², отопительного прибора определяется по выражению:

F_ПР = ,   (13),    

где Q_ПР  - тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт.

 

Q_ПР = Q_П  - 0,9·Q_ТР,  (14),

 

где Q_П - тепловые потери отапливаемого помещения, Вт;

 

Q_ТР - суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения теплопроводов (труб, стояка, ветви и подводок), определяемая по формуле:

Q_ТР = åК_ТР·Π·d_Н·ℓ·(t_Г-t_В),  (15),

 

где K_ТР, d_Н, ℓ- соответственно коэффициент теплопередачи,  наружный диаметр, м, длина теплопроводов, м;

t_Г, t_В  - температура воды в теплопроводах и воздуха в помещении.

Теплоотдача теплопроводов  может быть определена приближенно  по формуле:

  (16),

где - теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб [3,табл.11.22];

- длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

В курсовом проекте следует  считать, что Q_ТР< 5%Q_ПР, поэтому значением Q_ТР  можно пренебречь.

В формуле (13) ₁ - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины принимается в пределах (от 1,03 до 1,08) по [2,прил.12,табл. 1]; [5, табл. 8.2].

₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты приборами у наружных ограждений [2, прил. 12, табл. 2]; [5, табл. 8.3].

q_ПР  - расчетная плотность теплового потока отопительного прибора в конкретных условиях работы его в системе водяного отопления, Вт/м², определяется по формуле:

q_ПР = q_НОМ· · ·C_ПР,     (17),

где q_НОМ - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, получаемая при тепловых испытаниях прибора для стандартных условий работы прибора в системе отопления (при  стандартном температурном напоре _∆t = t - t_В= 0,5(t_ВХ+t_ВЫХ)–t_В= 0,5·(105+70)-18=70^оC, расходе воды в приборе G =0,01 кг/с; атмосферном давлении P=1013,3ГПа [5,табл.8.1]);

G_ПР  - действительный расход воды в отопительном приборе, кг/c [5, табл.8.1] или по формуле (22).

n, p, c_ПР - экспериментальные коэффициенты, [5, табл.8.1], [3,табл.9.2].

t - действительный температурный напор прибора, равный разности средней температуры воды в приборе и температуры воздуха помещения, ^оC.

t =t -t_В ,   (18);

t - средняя температура воды в отопительном приборе определяется:

в двухтрубных системах отопления за расчетную температуру воды, входящей в каждый прибор, принимают начальную температуру горячей воды в системе t_Г, за температуру воды, выходящей из каждого прибора – конечную температуру охлаждаемой воды в системе t₀, поэтому средняя температура воды в приборах постоянна. С учетом понижения температуры воды в подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка [3, ф. 9.8] и на участках подающего стояка до рассматриваемого прибора [3, ф. 9.9] среднюю температуру t определяют:

 

t =0,5·[t_Г-( + )+t₀] , ^оC  (19);

 

В курсовом проекте при  расчете средней температуры  воды в приборах двухтрубных систем отопления можно не учитывать значения и , считая их незначительными.

Температура воды, поступающей в  нагревательный прибор, определяется по формуле:

t_ВХ = t_Г- ,      (20);

где - суммарная тепловая нагрузка всех отопительных приборов стояка, расположенных выше рассматриваемого прибора при подаче воды по схеме "сверху-вниз”, а по схеме “снизу-вверх” - ниже рассматриваемого прибора, считая по направлению движения воды, Вт;

Q_СТ  - тепловая нагрузка стояка, Вт;

_∆t_СТ  = t_Г – t_О  - температурный перепад воды в стояке, ^оC.

Перепад температуры  в отопительном приборе определяют по формуле:

 

_∆t = , ^оC,    (21);

 

где - тепловая нагрузка прибора, Вт

- коэффициент затекания воды  в прибор [3, табл.9.3];

=1 и  = 0,5 для проточно-регулируемой системы с 3^х-ходовыми кранами КРТ при одностороннем присоединении прибора к стояку и 2-стороннем, соответственно;

=0,5 и   = 0,20 для систем и проточным краном КРП со смещенным замыкающим участком для тех же вариантов присоединения прибора к стояку; для систем водяного отопления с осевым замыкающим участком при одностороннем присоединении к стояку = 0,33, 2-стороннем - = 0,17 и кранами КРП.

G_СТ – расход воды, кг/ч, проходящей по стояку

 

  (22);

 

- то же, что и в формуле  (13)

Средняя температура  воды в отопительном приборе:

t ,  (23);

 

где - то же, что и в формуле (34).

Расчетное число секций чугунных радиаторов определяют по формуле:

, шт.,      (24);

где f   - площадь поверхности нагрева одной секции, м², [5, табл. 8.1];

₄ - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, [5, рис. 8.13],  при открытой установке ₄= 1,0;

₃ - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, определяемый по [5, формула 8.12] или в пределах 0,96 1,0 для чугунных радиаторов.

При округлении расчетного числа секций допускается уменьшение теплового потока Q_ПР  не более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт).

 

Определяем поверхность  нагрева радиатора по формуле 13, где ₁ =1,06; ₂ =1,02 [2, прил. 12, табл. 1 и 2].

Расчетная плотность  теплового потока q_ПР, Вт/м² (ф. 17):

 

= =663 Вт/м²;

q_НОРМ =758Вт/м²; G_ПР=0,01 кг/с; n =0,3; P =0,02; C_пр =1,039 – [5, табл. 8.1]

Температурный перепад  определяем по формуле (18):

=t -t_В=0,5·( t_Г- t_М+ t₀)- t_В=0,5·(95-2+70)-18=63,5 ^оC

101: Поверхность нагрева: F  = =1,46 м²;

Число секций в радиаторе: n  = =5,98 шт;

К установке принимаем 6 секций.

201: Поверхность нагрева: F  = =1,08 м²;

Число секций в радиаторе: n  = =4,43 шт;

К установке принимаем 5 секций.

301: Поверхность нагрева: F  = =1,08 м²;

Число секций в радиаторе: n  = =4,43 шт;

К установке принимаем 5 секций.

401: Поверхность нагрева: F  = =1,24 м²;

Число секций в радиаторе: n  = =5,08 шт;

К установке принимаем 5 секций.

 

где f =0,244 м²  - поверхность нагрева одной секции [5, табл. 8.1]; ₃  =1; ₄=1.

Весь расчет сводим в  таблицу 2.

Таблица 2. Ведомость расчета поверхности  отопительных приборов
№ помещения	температура воздуха в помещении, 0С	тепловая нагрузка на прибор, Вт	температура входящей воды в прибор, 0С	температура воды на выходе, 0С	расход воды в приборе, кг/с	температурный напор, 0С	расчетная плотность теплового потока	поправочный коэффициент	поправочный коэффициент	теплоотдача открыто расположенных трубопроводов, Вт	-0,9	расчетная площадь прибора, м2	поправочный коэффициент	поправочный коэффициент	расчетное число секций, шт	установочное число секций, шт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
101	18	896	95	70	0,01	63,5	663	1,06	1,02	0	896	2,18	1	1	5,98	6
201	18	663	95	70	0,01	63,5	663	1,06	1,02	0	663	2,18	1	1	4,43	5
301	18	663	95	70	0,01	63,5	663	1,06	1,02	0	663	2,18	1	1	4,43	5
401	18	761	95	70	0,01	63,5	663	1,06	1,02	0	761	2,18	1	1	5,08	5

6. Расчет оборудования теплового пункта здания

 

Тепловой пункт –  узел присоединения системы отопления  здания к тепловым сетям.

В курсовом проекте присоединяем систему отопления к наружным тепловым сетям по зависимой схеме  присоединения со смешением воды при помощи водоструйного элеватора.

Элеватор  применяется при непосредственном присоединении местной водяной системы отопления к тепловой сети с перегретой водой для понижения температуры поступающей воды из тепловой сети до заданной температуры воды в системе отопления и обеспечения циркуляции в ней. Элеватор устанавливается в помещении теплового пункта в подвале здания.

 Основной расчетной  характеристикой элеватора является коэффициент подмешивания "U".

        (25);

где G_п -количество подмешиваемой обратной воды, т/ч;

G - количество горячей сетевой волы, т/ч;

Т - температура воды в подающей трубе тепловой сети, °С;

t_r - температура воды в местной системе отопления, °С;

t_o - температура обратной воды в местной системе, °С.

                                             U=1,15*(100-65)/(95-70)=1,61.

Для подбора соответствующего номера сопла и номера элеватора  необходимо определить аналитически диаметры сопла и горловины элеватора. Элеватор удобно подбирать, пользуясь номограммой, (6, лист VI.5, рис-1), предварительно определив коэффициент подмешивания "U" и приведенный расход, т/ч смешанной воды, т/ч

,т/ч        (26);

где Р_с - гидравлическое сопротивление системы отопления (давление после элеватора), Па;

G_мс - количестве воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч.

                                      

            (27);

где ΣQ_зд - расход теплоты на отопление здания, Вт,

 

 =(0,86∙28417) ∙10^-3/(95-70)=0,98 т/ч;   

=(100∙0,98)/8000^0,5=1,1 т/ч

Согласно значениям  подбираем элеватор:   №4,  диаметр сопла d=11мм, диаметр трубы  d=30мм

 

 

 

 

 

 

7. Определение воздухообменов в вентилируемых помещениях

 

В современном  жилищном строительстве принята следующая cхема вентиляции квартир: отработанный воздух удаляется из зоны его наибольшего загрязнения, т.е. из кухни и санитарных помещений, посредством естественной канальной вытяжной системы вентиляции. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через неплотности наружных ограждений (главным образом оконного заполнения) всех помещений квартиры и нагреваемого системой отопления.

Количество  удаляемого воздуха для жилых  зданий принимается 3 м³/ч на 1 м² жилой площади квартиры. Нормируемый воздухообмен для кухни с газовыми плитами в зависимости от количества комфорок плиты: с четырехкомфорочной плитой - 90м³/ч; c  трехкомфорочной - 75м³/ч; двухкомфорочной - 60м³/ч; ; воздухообмен индивидуальной ванной составляет 25м³/ч, санузла на 1 унитаз - 25м³/ч.

Сначала подсчитывают воздухообмен по величине жилой площади  квартиры, который сравнивают с воздухообменом для кухонь и санузлов.

L_ЖК =3 · F_ЖК, м³/ч,         (28);

где F_ЖК – жилая площадь квартиры, м²

L_ЖК =3 · 46,59=139,77 м³/ч.

Суммарное количество воздуха, м³/ч, уходящего из кухни L_К, ванной L_В, санузла L_СУ, должно быть не менее необходимого воздухообмена жилых комнат квартиры

L_К + L_В + L_СУ L_ЖК;

90 + 25 + 25 139,77;

140 139,77 – условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Конструирование естественной вытяжной канальной вентиляции

 

Вентиляция - это обмен воздуха в помещении  для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с  целью обеспечения допустимых метеорологических условий чистоты воздуха. Этот обмен организуется подачей (притоком) чистого атмосферного или специально обработанного воздуха и удалением (вытяжкой) загрязненного сразу в атмосферу или через очистители. В первом случае система называется приточной, во втором - вытяжной, при одновременном действии - приточно-вытяжной. По способу перемещения воздуха системы вентиляции делятся на естественные и механические (искусственные).

В жилых зданиях массовой застройки традиционно выполняется  естественная вытяжная вентиляция, которая работает следующим образом: загрязненный воздух удаляется по вентиляционным каналам в атмосферу, а наружный воздух поступает через неплотности наружных ограждений (в основном через окна).

Каждое вентилируемое  помещение в жилых зданиях  высотой до 5 этажей обслуживается самостоятельным вытяжным каналом.

Система естественной вытяжной вентиляции состоит из вертикальных каналов с отверстиями, закрытыми  жалюзийными решетками, сборных  горизонтальных воздуховодов, вытяжной шахты с зонтом. На шахте возможна также установка дефлектора - устройства, использующего давление ветра для усиления тяги из вентсистемы. Жалюзийные решетки монтируются для архитектурного оформления входных отверстий вертикальных вентканалов и регулирования расхода воздуха. Вентиляционные каналы устраивают во внутренних кирпичных стенах. Минимальный размер таких каналов ½ ×½ кирпича (140х140) мм. Толщина стенок канала принимается не менее ½ кирпича.