Материал: Проектирование системы отопления жилого дома

Проектирование системы отопления жилого дома

Исходные данные к проекту

Назначение здания - индивидуальный жилой дом

Место расположения здания - район г. Екатеринбург

Фасад здания ориентирован на юг

Характеристики наружных ограждений:

стены: материал - железобетон толщиной 200 мм, утеплитель - пенополиуретан, штукатурка известковая толщиной 10 мм;

потолочное перекрытие: железобетонная панель 210 мм, цементная стяжка 50 мм, утеплитель - пенополиуретан;

пол: железобетонная панель 250 мм, керамзит 90 мм, половая доска 30 мм.

Конструкция световых проемов: в соответствии с ГСОП

Тип системы отопления: Горизонтальная однотрубная;

Тип отопительных приборов: конвекторы «Сантехпром-Авто»

Высота этажа: 3,8 м.

Реферат

В данной курсовой работе произведено проектирование насосной системы водяного отопления индивидуального жилого дома. Работа представлена в виде пояснительной записки и графического материала.

Пояснительная записка представлена следующими разделами:

расчет теплозащитных свойств наружных ограждений здания;

расчет тепловых потерь через ограждения;

тепловой расчёт отопительных приборов;

- гидравлический расчет циркуляционного кольца;

выбор основного рабочего оборудования.

Графическая часть курсовой работы состоит из:

- схема системы отопления (в аксанометрии);

схема узла присоединения;

поэтажные планы системы отопления на листах формата А3.

Ключевые слова: теплозащитные свойства наружных ограждений, продолжительность отопительного периода, коэффициент теплопроводности, добавочные тепловые потери, коэффициент местных сопротивлений, расход воды, ГСОП.

1. Определение условий эксплуатации наружных ограждений

Для расчета принято двухэтажное здание - индивидуальный жилой дом.

Месторасположение объекта - г. Екатеринбург.

Зона влажности - 2 (нормальная) по приложению В к СНиП 23−02−2003.

Температура внутреннего воздуха tв = 23 ºС.

Режим внутри помещения - нормальный по таблице 1 СНиП 23−02−2003.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности - А (по таблице 2 СНиП 23−02−2003).

2. Расчет теплозащитных свойств наружных ограждений

.1 Расчет ГСОП

Минимальные значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий принимаем в соответствии с показателем, называемым градусо-сутками отопительного периода (ГСОП), рассчитываемым по формуле:

где  расчётная температура воздуха в помещении, ; принимается по оптимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 304-94.

Принимаем tв = 23 .

средняя за отопительный период температура, ;

 продолжительность отопительного периода в сутках.

Принимаются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С (для жилых зданий).

= 230 суток.

.

По рассчитанному значению ГСОП из таблицы 2.1 /1/ выбираем требуемые приведенные значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций здания, которые составляют:

для стен: .

для покрытий и перекрытий: .

.2 Расчет теплозащитных свойств наружных стен

Все данные по основным характеристикам составных элементов стен занесены в таблицу 1.

Таблица 1 - Теплозащитные свойства стен

Коэффициенты теплопроводности материалов находим по приложению Д (СП23-101-2004).

Необходимо определить толщину слоя утеплителя.

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче определим по формуле:

,

где αн и - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения для условий холодного периода, Вт/(м2·°С)

Принимаем по таблице 8 СП 23-101-2004

αн = 23 Вт/(м2∙°С)

αвн - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003.

αвн = 8,7 Вт/(м2∙°С)

толщина слоя, м;

коэффициент теплопроводности слоя, .

,

.

Принимаем толщину слоя утеплителя  м.

Тогда фактическое значение требуемого термического сопротивления теплопередаче равно:

.

Коэффициент теплопередачи через наружные стены определим по формуле:

Проверка условий:

где n ˗ коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, приведенный в таблице 2.3 /1/.

.3 Расчет теплозащитных свойств потолочного перекрытия

Все данные по основным характеристикам составных элементов потолочного перекрытия занесены в таблицу 2.

Таблица 2 - Теплозащитные свойства потолочного перекрытия

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче определим по формуле:

,

;

м.

Принимаем толщину слоя утеплителя  м.

Тогда фактическое термическое сопротивление теплопередаче равно:

.

Коэффициент теплопередачи через наружные стены определим по формуле

Проверка условий:

.4 Расчет теплозащитных свойств световых проемов

В качестве элементов оконных проёмов выбираем тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах (обычный стеклопакет).

Для данного типа остекления приведённое сопротивление теплопередаче равно:

.

Коэффициент теплопередачи через окна:

Коэффициент теплопередачи через окна с учётом коэффициента теплопередачи стен:

.

.5 Расчёт дверей

Термическое сопротивление теплопередаче для дверей определим по формуле

тепловой баланс циркуляционный водяной

Коэффициент теплопередачи через двери:

.6 Расчет теплозащитных свойств пола

Для утепленного пола приведенное сопротивление теплопередаче каждой из четырех зон определяется по формуле:

R п = R н.п. +δу/λу

где λу- коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м·°С);

δу - толщина слоя утеплителя, м.

В качестве утеплителя имеем керамзит. Толщина слоя 90 мм. Коэффициент теплопроводности керамзита 0,12 Вт/(м·°С) /1/.

Так же учитываем половую доску толщиной 30 мм. Коэффициент теплопроводности доски 0,41 Вт/(м·°С).

Термическое сопротивление теплопередачи для неутеплённого пола принимается равным:

для первой зоны R н.п. = 2,1 (м2·°С)/ Вт;

для второй зоны Rн.п. = 4,3 (м2·°С)/ Вт;

для третей зоны Rн.п. = 8,6 (м2·°С)/ Вт;

Тогда фактическое сопротивление теплопередаче составит:

для первой зоны:

 (м2·°С)/ Вт;

для второй зоны:

 (м2·°С)/ Вт;

для третьей зоны

 (м2·°С)/ Вт;

По результатам расчета теплозащитных свойств наружных ограждений составим таблицу 3.

Таблица 3 - Теплозащитные свойства наружных ограждений

3. Расчет тепловой мощности системы отопления

.1 Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции

Тепловые потери через ограждающие конструкции помещений, или их части площадью F, рассчитываются по формуле:

где k - коэффициент теплопередачи ограждения (величина обратная общему термическому сопротивлению теплопередаче через ограждение, Вт/(м2×°С), т.е.

k = 1/R0,

tв - расчетная температура внутри помещения, °С;

tн - расчетная температура наружного воздуха для района, где расположено здание, °С;

+Sb - коэффициент, учитывающий добавочные тепловые потери.

.2 Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха принимаем в размере 10-20 % от общих тепловых потерь через ограждения для каждого помещения, т.е.:

инф = 0,11· Qогр,

где Qогр - тепловые потери через ограждающие конструкции помещении, Вт.

.3 Составление тепловых балансов помещений

Расчёт тепловых балансов сводится в таблицу 4.

В графу 1 вносят направление стороны горизонта, на которое ориентировано ограждение и наименование ограждения (С, СВ, ЮВ, Ю и т. д.).

В графу 2 вносят линейные размеры ограждений в соответствии с правилами обмера с точностью до 0,1 м. При наличии в одном помещении нескольких однотипных ограждений указывают их количество.

При определении площади наружных стен (графа 3), имеющих оконные проёмы, а так же внутренних стен с дверными проёмами площади окон и дверей не вычитают из площади стен. Площадь наружной стены с дверью определяется, как разность площадей стены и наружной двери.

В графу 4 заносим расчетные коэффициенты теплопередачи ограждений.

В графу 5 вносим величину разности температур между температурой внутри помещения и расчетной температурой для проектирования отопления в данном регионе.

В графу 6 вносим основные теплопотери через ограждающие конструкции.

В графу 7, 8 заносим добавочные теплопотери на ориентацию и прочие.

В графу9 вносится коэффициент учёта добавочных потерь теплоты

,

где  - суммарные добавочные потери теплоты для каждого ограждения.

В графу 10 вносят значения теплопотерь через каждое ограждение, определяемые по формуле.

Значения расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещения наружного воздуха вносят в графу 11.

В графу 12 вносят результаты составления тепловых балансов.

Тепловая мощность системы отопления здания определяется суммированием значений мощностей отопительных установок отдельных помещений из графы 12.

Расчет теплопотерь через ограждения помещения №1

Данное помещение угловое, одна наружная стена ориентирована на север и имеет 1 световой проем, вторая на запад.

Площадь окна, ориентированного на север:

Площадь стены, ориентированной на север:

Площадь стены, ориентированной на запад:

Площадь 1 зоны пола:

Площадь 2 зоны пола: