Материал: Расчёт отопительной нагрузки помещений жилого пятиэтажного здания в климатических условиях г. Красноярск

.2 Расчёт отопительной нагрузки помещений

Отопительную нагрузку помещений жилых и ряда общественных зданий Qот, Вт, рассчитывают по формуле:

от = Qогр + Qинф - Qбыт (2.3)

где Qогр-суммарные теплопотери ограждающих конструкций помещения, Вт;инф-количество теплоты, потребное для нагрева инфильтрующего воздуха, Вт;быт-бытовые тепловыделения, Вт.

Расход теплоты Qинф Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, равен:

инф = 0,28·Ln ·p·c·(tв-tн)·k (2.4)

где Ln - расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный

расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений;

р - плотность воздуха в помещении, кг/м³.

При расчёте отопительной нагрузки учитывают тепловой поток, регулярно поступающий в помещения комнат и кухонь жилых домов от электроприборов, освещения, людей (бытовые тепловыделения - Qбыт), который принимают в количестве не менее 10 Вт на 1 м2 площади пола:

быт ≥ 10Fпл (2.5)

Для жилых комнат и кухонь отопительную нагрузку находим по формуле (2.3)

Для нежилых помещений (коридоров, лестничных клеток, кладовых и т.п.):

от = Qогр + Qинф (2.6)

Расчёт отопительной нагрузки сведён в таблицу 2.2.

Таблица 2.2-Расчёт отопительной нагрузки помещений.

Суммарное количество теплоты для отопления здания равно:

∑Qот = ∑Qот,1эт + 3× ∑Qот,3эт + ∑Qот,5эт + 2×∑Qот,л.к (2.7)

∑Qот = 20830+3×17150+22150+2×4010 = 102450 Вт

Удельная отопительная характеристика здания равна:

=  (2.8)

где Vн - отапливаемый объём здания по наружному обмеру

а - поправочный коэффициент учитывающий климатические условия

 (2.9)

н = 15,1 × 538,4 = 8130 м³

Удельную отопительную характеристику здания находим по формуле (2.8)

  =0,21 Вт (м³·˚С)

Полученная величина q0=0,21 Вт (м³·˚С) входит в диапазон нормированных значений.

3. Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет выполнен с учетом теплоотдачи трубопроводов проложенных помещениях.

Последовательность теплового расчета отопительных приборов:

Температура воды, поступающая в первый по ходу движения воды прибор стояка однотрубной системы определяется по формуле:

г= tг(расч)-∆ tм (3.1)

где tг (расч) - температура воды в подающей магистрали на вводе, ˚С;

∆tм - понижение температуры воды в подающей магистрали до расчетного стояка, ˚С, принимается в соответствии с рекомендациями на с. 45 [5].

Для однотрубной системы определяют температуру воды, поступающей в прибор каждого этажа:

 (3.2)

где Qст - тепловая нагрузка, Вт, всех приборов стояка;

-тепловая нагрузка, Вт, приборов выше расчетного по ходу движения воды.

Рассчитывают среднюю температуру теплоносителя в приборе:

 (3.3)

Вычисляют температурный напор прибора:

∆tср=tср.т - tв (3.4)

Для однотрубной системы отопления определяют расход воды в стояке Gст и фактический расход воды в отопительном приборе Gпр по формулам:

 (3.5)

где β1 - поправочный коэффициент, зависящий от вида прибора, определяемый по таблице 9.4 [5];

β2 - коэффициент, учитывающий способ установки прибора, определяемый по таблице 9.5 [5].

пр= α×Gст (3.6)

где α - коэффициент затекания воды в прибор, определяемый по таблице 9.3 [5].

Вычисляют тепловую нагрузку прибора, Вт:

пр = Qот - 0,9×Qтр - 60 (3.7)

где Qтр - теплоотдача открыто проложенных в помещении труб;

тр = qв×lв + qг×lг (3.8)

где qв, qг - теплоотдача 1 м открыто проложенных вертикальных и горизонтальных труб, определяемая по таблице II.22 [5];в, lг - длина вертикальных и горизонтальных труб в помещении.

Тепловой поток прибора не должен уменьшаться более чем на 5% (при Qпр≤1200 Вт) или на 60 Вт (Qпр > 1200 Вт) по сравнению с Qтр.

Находят требуемый номинальный тепловой поток прибора, по нему выбирают прибор по таблице Х.I [5].

Qн.т =  (3.9)

где φк - комплексный коэффициент приведения Qн.т к расчетным условиям

 (3.10)

где b - коэффициент учета атмосферного давления, определяемый по таблице 9.1 [5];

ψ - коэффициент учета направления движения воды, если сверху - вниз, то ψ=1, если снизу - верх, то по таблице 9.II [5];, р, с - экспериментальные числовые показатели, находятся по таблице 9.2 [5].

По величине Qн.т по таблице Х.I [5] подбирают типоразмер прибора и выписывают его характеристику и фактическое значение Qн.у.

Расчет сводят в таблицу 3.1

Для расчета разбиваем все стояки на группы:

Группа I: стояки 1;

Группа II: стояки 2, 5, 8, 11;

Группа III: стояки 3, 6, 7, 10;

Группа IV: стояки 12; Группа V: стояки 13; Группа VI: стояки 14,17,20,23;

Группа VII: стояки 15, 16, 21, 22;

Группа VIII: стояки 18, 19; Группа IX: стояк 24; Группа X: лестничная клетка стояки 4, 9.

Таблица 3.1 - Тепловой расчет приборов

. Гидравлический расчет трубопровода

Для расчета выбираем главное циркуляционное кольцо. Оно включает в себя магистральные участки с 1 по 26 участки. Потери давления в наиболее удаленном расчетном стояке 10 определены методом характеристик сопротивления. Потери давления в магистральных участках с 1 по 26 рассчитаны методом удельных потерь давления на трение.

В результате гидравлического расчета главного циркуляционного кольца должно быть выполнено условие

∆Рст+∑(R∙I+Z)1 =0,9∙∆Рр (4.1)

.1 Определение расчетного циркуляционного давления в системе отопления

Расчетное (располагаемое давление) для создания циркуляции воды определяется по формуле

∆Рр = ∆Рн + ∆Ре (4.2)

где ∆Рн - давление создаваемое циркуляционным насосом

∆Рн =5000 Па

- естественное циркуляционное давление, определяемое по формуле:

∆Рн = ∆Ре,пр + ∆Ре,тр (4.3)

где ∆Ре,тр - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в трубах,

∆Ре,тр = 300 Па;

∆Ре,пр - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах. Для вертикальных однотрубных систем:

 (4.4)

где  - среднее приращение плотности при понижении температуры на 1˚С, принимается по таблице 10.4 [5];

β = 0,66г,tо - расчетная температура горячей и охлажденной воды, ˚С;ст - отопительная нагрузка всех приборов стояка, Вт;

Qi - отопительная нагрузка прибора i-го этажа;

hi - вертикальное расстояние между центром охлаждения прибора i -го этажа и центром нагрева, м;

∑Qi∙hi = Q1∙h1 + Q2∙h2 + Q3∙h3 + Q4∙h4 + Q5∙h5 (4.5)

∑Q∙h = 1050∙1,8 + 850∙4,6 + 850∙7,1 + 850∙9,6 + 1150∙12,1 = 33910

 Па

=1616 Па + 300 Па = 1916 Па.

∆Рр = 5000 Па + 1916 Па = 6916 Па.

.2 Гидравлический расчет стояков

Расчетным стояком в главном циркуляционном кольце является стояк 10 с горизонтальным участком. Потери давления в стояке определяем по формуле:

∆Рст10 = Sст10 ∙ G2ст10 (4.6)

где: Gст10 - расход воды в стояке 10, кг/ч;ст10 - характеристика сопротивления стояка.

Sст10 = S1 + n∙S2 (4.7)

где: S1 - характеристика сопротивления труб (горизонтальных участков и вертикальных участков труб);- число радиаторных узлов, (число этажей), n = 5;- характеристика сопротивления радиаторного узла.

 (4.8)

где: А - удельное динамическое давление на участке, Па/(кг/ч)2, определяемый по таблице 10.7 [5];

 - приведенный коэффициент гидравлического трения, определяемый по таблице 10.7 [5];тр - длина горизонтальных и вертикальных участков труб (без замыкающих участков);

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяемый по таблице II.11 [5].

 (4.9)

где:  - проводимость участка.

 (4.10)

 (4.11)

Расчет стояка сведен в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Гидравлический расчет стояков

4.3 Гидравлический расчет магистральных участков трубопровода

При условии, что потери давления в стояках для устойчивой работы системы отопления составляют 50-70% от общих потерь давления, получаем, что общие потери давления в главном циркуляционном кольце через Ст10 равны:  Па.

Для снижения расчетного циркуляционного давления до величины ∆р/р=1692 Па устанавливаем дроссельную шайбу на вводе.

Потери давления в дроссельной шайбе на вводе в здание равны:

∆рд = ∆рр - ∆р/р (4.12)

∆рд = 6916-1692 =5224 Па

Диаметр диафрагмы равен:

 (4.13) (4.14)

 кг/ч

 мм.