Материал: Проектирование двухтрубной системы отопления

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке

1.   Раствор цементно-песчаный, толщина , коэффициент теплопроводности

2.      Пеностекло, толщина , коэффициент теплопроводности

.        Железобетон (ГОСТ 26633), толщина , коэффициент теплопроводности

4.      Раствор цементно-песчаный, толщина , коэффициент теплопроводности

Условное сопротивление теплопередаче  определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

,

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012 ;

 - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода,  -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 наружных стен.

;

Приведенное сопротивление теплопередаче  определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

,

где r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений . Тогда

Вывод: величина приведеного сопротивления теплопередачи  больше требуемого R₀^норм(3.03>2.96) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

2.   Расчет теплопотерь через наружные ограждения

Системы отопления предназначены для поддержания в помещениях нормативных значений температуры воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями. Через нагревательные приборы в каждое помещение должно подаваться такое количество тепла, которое необходимо для компенсации теплопотерь через наружные ограждения.

Основные теплопотери через ограждения равны

,

где K - коэффициент теплопередачи ограждения, ; А - расчётная площадь поверхности ограждающей конструкции, м²; n - коэффициент уменьшения расчётной разности температур, зависящий от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху; - расчётная температура воздуха в помещении, °С; - расчётная температура наружного воздуха, °С.

Кроме того, вследствие разности температур и плотностей наружного и внутреннего воздуха в зимнее время возникает разность давлений с двух сторон наружных ограждений, вызывающая проникновение (инфильтрацию) холодного наружного воздуха через не плотности ограждения внутрь помещения. Это явление требует дополнительных затрат тепла на нагрев поступившего холодного воздуха (дополнительных затрат тепла на инфильтрацию

,

где с - изобарная теплоемкость воздуха равная ;

 - плотность воздуха равная ;

L - расход поступающего в помещение воздуха).

В данном РГЗ для помещения «1» общие теплопотери складываются из теплопотерь через стены, окна, пол, потолок, на инфильтрацию и на дополнительные теплопотери  если помещение угловое:

;

Вычислим и прибавим теплопотери коридора, расположенного рядом:

Итого суммарные теплопотери помещения «1» равны

Теплопотери рассчитывают поэтажно для всех отапливаемых помещений здания аналогично. Вычисляем общие теплопотери и  Вт

Результаты расчёта теплопотерь через наружные ограждения приведены в приложении таблица 1.

3.   Описание проектируемой системы отопления

В данном проекте применяем центральную водяную систему отопления.

Основные элементы системы отопления следующие:

)        источник тепла (пристроенная к зданию отопительная котельная);

)        главный стояк, подающий теплоноситель в систему отопления здания;

)        магистральные (подача и обратка) трубопроводы, подающие теплоноситель к стоякам;

)        нагревательные приборы;

)        стояки - вертикальные трубопроводы, подводящие теплоноситель к нагревательным приборам однотипных помещений всех обслуживаемых данным стояком этажей;

)        расширительный бак.

Кроме того, система отопления оснащена запорно-регулирующей арматурой и устройствами для удаления воздуха из системы.

Стояки приняты двухтрубными. Они размещаются открыто в углах помещений. Нагревательные приборы - чугунные радиаторы МС-140. Условные обозначения, применяемые при разработке графической части курсовой работы в соответствии с ГОСТ 21.002-79

При теплоснабжении от пристроенной котельной для восприятия излишнего объёма воды при её термическом расширении, устанавливается на чердаке расширительный бак. Он также служит для создания избыточного гидростатического давления на всасывающей стороне циркуляционных насосов.

Для обеспечения надежной работы системы отопления необходимо обеспечить мероприятия по предотвращению возникновения воздушных пробок, нарушающих циркуляцию.

Для этой цели в проектируемой системе с насосной циркуляцией с нижней разводкой подающую и обратную магистрали прокладываем под потолком подвала с уклоном i=0.003.

Удаление воздуха производится через воздушные краны, устанавливаемые в пробках радиаторов верхних этажей каждого стояка.

Для возможности производства ремонтных работ в системах отопления на стояках устанавливаются отключающие устройства - пробочные краны или вентили в верхней и нижней частях стояка у мест врезки в магистрали и установкой ниже верхнего и выше нижнего пробочного крана тройников с заглушкой на резьбе для слива воды из стояка.

На подающих подводках к каждому нагревательному прибору устанавливают краны двойной регулировки. На лестничных клетках перед радиаторами такие краны не ставятся во избежание размораживания системы.

4.   Расчёт поверхности нагрева и подбор нагревательных приборов

В качестве нагревательных приборов в данном проекте применяем чугунные радиаторы отечественного производства марки «Arbonia 4037». Паспортная поверхность нагрева одной секции радиатора равна a = 0,120 м², номинальная плотность теплового потока . (все примерочные расчеты ведутся на примере «1» комнаты все остальные расчеты для других помещений ведутся аналогично и заносятся в приложение таблицы 2)

Расчётная поверхность нагревательных приборов определяется в эквивалентных квадратных метрах (экм) по известным величинам теплопотерь отапливаемого помещения и теплоотдачи принятых к установке приборов, где  - теплопотери помещения, Вт;  - теплоотдача одного экм принятого к установке прибора, ккал/(ч·экм).

Температурный напор отопительных приборов определяют по формуле

,

где  - температура воды в подающем трубопроводе, где  - температура воды в подающем трубопроводе,  - температура внутри помещения принимается в соответствии с исходными данными задания .

Требуемый расход теплоносителя через отопительный прибор определятся по формуле

,

где  - теплопотери, которые должен компенсировать отопительный прибор в помещении,

 - коэффициент дополнительного теплового потока,  - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительным прибором.

Расчетная плотность теплового потока прибора определяется по формуле

,

где  - номинальный тепловой поток прибора, n, p - коэффициенты.

Требуемая площадь нагрева отопительным прибором определяется по формуле

,

где  - требуемая тепловая мощность Вт,  - расчетная плотность теплового потока.

Требуемое число секций отопительного прибора определяется по формуле

,

где a - площадь нагрева одной секции радиатора,  - поправочные коэффициенты.  принимаем к установке помещения «1» два радиатора «Arbonia 4037» по 8 секций.

5.   Гидравлический расчет системы отопления

Целью гидравлического расчёта системы отопления является подбор диаметров участков трубопроводов и определение потерь давления на участках и в системе в целом, при которых обеспечивается подача расчётных расходов теплоносителя во все нагревательные приборы здания.

В данной системе водяного отопления движение (циркуляция) воды в циркуляционных контурах создаётся за счёт давления , развиваемого насосом.

Гидравлический расчёт базируется на уравнении гидродинамики, согласно которому потери давления , Па, на любом участке системы равны сумме потерь давления на трение и в местных сопротивлениях:

 - потери давления на трение, где

 - объемный расход теплоносителя ;

d - диаметр трубопровода м;

 - плотность перемещаемой среды ;

 - скорость перемещаемой среды м/с;

 - коэффициент гидравлического трения,

где =0,2 - шероховатость среды;

 - местные потери давления,

где  - коэффициент местного сопротивления. Общие потери давления на главной магистрали составили 4668,913 Па.

Все посчитанные потери давления на каждом участке приведены в приложении таблицы 3.

6.   Подбор оборудования ИТП

В соответствии с исходными данными задания выбираем независимую схему подключения к наружным тепловым сетям.

Расчетный расход теплоносителя

,

 - температура в подающем и обратном трубопроводе;  - суммарные теплопотери всего здания; с - теплоемкость теплоносителя.

Требуемый расход теплоносителя

,

- температура в подающем и обратном трубопроводе;  - суммарные теплопотери всего здания; с - теплоемкость теплоносителя.

Оптимальное соотношение числа ходов греющей  и нагреваемой  воды в пластичном теплообменнике определяется по формуле

,

где  - допустимые потери давления греющей воды;  - допустимые потери давления нагреваемой воды,  - средняя температура теплоносителя в СО;  - средняя температура теплоносителя в тепловой сети.