Определим запас расчетного давления по формуле (36)
8,6 %, что допустимо.
3.2 Расчет индивидуального теплового пункта
Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по выражению (37) для его подбора по серийным данным [8, табл. VI.12], вычислению диаметра сопла элеватора, мм, по соотношению (38)
, (37)
где - расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч; - общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па.
, (38)
где u - коэффициент смешения, вычисляемы по формуле (31).
3.2.1 Расчет и подбор индивидуального теплового пункта
Требуется подобрать элеватор для следующих условий: расчетная тепловая нагрузка системы отопления Вт; температура воды в тепловой сети составляет = 150 °С, = 70 °С; параметры воды в системе отопления - = 95 °С, = 70 °С; разность давления в тепловой сети = 60 кПа; теплоемкость воды c = 4,2 кДж/(кг·°С).
Определим расход воды в системе отопления и коэффициент смешения по формулам (26) и (29)
1891 кг/ч;
2,2.
Определим давление, создаваемое элеватором, по формуле (30)
7593 Па.
Определим расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по формуле (28)
567 кг/ч.
Расход воды, подмешиваемой GПОД из обратной магистрали системы отопления в элеватор, составляет
кг/ч.
Определим диаметр горловины элеватора по формуле (37)
13,05 мм.
По [8, табл. VI.12] принимаем к установке стандартный элеватор №1, имеющий диаметр горловины 15 мм, т.е. близкий к полученному по формуле (35) [6].
Определим диаметр сопла элеватора по формуле (38)
мм.
4. Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов
Для расчета площади поверхности отопительных приборов прежде всего необходимо определить номинальную плотность теплового потока , Вт/м2, которая получена путем тепловых испытаний отопительного прибора при стандартных условиях работы в системе водяного отопления. В стандартные условия входят следующие параметры: температура входящей сверху в прибор воды составляет 105 °С; выходящей снизу - 70 °С; температура воздуха в помещении - 18 °С; расход воды в приборе - 0,1 кг/с; атмосферное давление 1013,3 гПа.
Значение номинальной плотности теплового потока чугунных секционных радиаторов приводятся в [6, табл. 8.1].
Располагая величиной , можно определить расчетную плотность теплового потока отопительного прибора , Вт/м2, для условий работы, отличных от стандартных, при теплоносителе - воде по формуле
, (39)
где - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м2, принимаемый по [6, табл. 8.1]; - действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с; п, р - экспериментальные значения показателей степени по [6, табл. 8.1]; - средний температурный напор, равный
, (40)
где , , - температуры, соответственно, теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, а так же воздуха, °С.
Расчетная площадь отопительного прибора, в м2, определяется по формуле
, (41)
где - теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт; - суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового тока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт.
Суммарную теплоотдачу теплопроводов для практических задач можно найти по упрощенной формуле
, (42)
где и - теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые по [7, табл. II.22] исходя из разности температур теплоносителя и воздуха помещения , , - длина вертикальных и горизонтальных открыто проложенных теплопроводов в пределах помещения, м.
Расчетное число секций чугунных радиаторов вычисляют из соотношения
, (43)
где f1 - площадь поверхности нагрева одной секции, м2, зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении по [6, табл. 8.1]; - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке = 1,0; - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 - 1, от 16 до 20 - 0,98, от 21 до 25 - 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле
, (44)
Поскольку расчетное число секций по формуле (43) редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций, принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт). Как правило к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.
4.1 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов
Требуется определить число секций чугунного радиатора типа МС-140-108, установленного на первом этаже 101 комнаты (см. приложение 1) у наружной стены без ниши под подоконником на расстоянии от него 50 мм, в помещении высотой 2,7 м при QОТ =1878,2 Вт при tВ = 22 °C.
Радиаторы присоединены к двухтрубному стояку системы отопления с нижней разводкой при = 95 °С и = 70 °С. В помещении установлено два отопительных прибора с тепловой нагрузкой QОТ =1878,2 Вт
Охлаждение воды в подающей магистрали не учитываем.
Температурный напор, т.е. разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяемый по формуле (40) составляет
.
Плотность теплового потока радиатора МС-140-108 при = 35,5 кг/ч, вычисленного по формуле (28), находим по формуле (39)
730 Вт/мІ.
Теплоотдачу трубопроводов определяют по формуле (42): и находят по [7, табл. II.22]; , измеряют по плану.
246,2 Вт.
Определим расчетное число секций радиатора по формуле (41)
= 2,42 м2
Определим расчётное число секций по формуле (43)
9,9 шт.
К установке принимаем прибор, состоящий из 10 секций.
Результаты расчета сводятся таблице 4.
отопление вентиляция жилое здание
Таблица 4
Расчет чугунных радиаторов МС-140-108
|
Номер помещения |
Тепловая мощность,Qпот, Вт |
Температуры воздуха; теплоосителя на входе, выходе, и средний температурный напор,0C |
Gпр,кг/ч |
qпр, Вт/м2 |
Поправочные коэффициенты |
Qтр, Вт |
Ар, м2 |
Число секций радиатора |
||||||
|
tв |
tвх |
tвых |
?tср |
в3 |
в4 |
Np |
Nуст |
|||||||
|
117 |
1878,2 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
33,5 |
730 |
1 |
1 |
472,1 |
1,99 |
8,16 |
9 |
|
|
217 |
1443 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
25,7 |
728 |
1 |
1 |
472,1 |
1,39 |
5,7 |
6 |
|
|
317 |
1991,5 |
22 |
95 |
70 |
60.5 |
35,5 |
733 |
1 |
1 |
246,2 |
2,42 |
9,9 |
10 |
5. Проектирование и расчет вентиляции
В жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция с удалением воздуха из санитарных узлов; кухонь, ванных или совмещенных санитарных узлов через каналы, которые прокладывают в толще внутренних капитальных стен либо выполняют в виде специальных блоков из бетона и других материалов.
Наружный приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает неорганизованно через неплотности в строительных конструкциях и форточки.
В квартирах из четырех и более комнат предусматривают дополнительную вытяжку непосредственно из помещений, за исключением двух ближайших к кухне. Можно не предусматривать вытяжку из угловых комнат, имеющих два окна и более.
При компоновке систем вентиляции следует иметь в виду, что в одну систему объединяют одноименные или близкие по назначению помещения. Кухни, уборные, ванные комнаты должны иметь вытяжную вентиляцию с удалением воздуха непосредственно из данных помещений. В одной квартире допускается объединять вентиляционные каналы уборной и ванной комнаты, а также вентиляционные каналы ванной комнаты (без унитаза) с кухней. Не допускается присоединять к одному вентиляционному каналу вытяжные решетки из кухни и уборной.
Рекомендуемые минимальные размеры жалюзийных решеток в кухнях -- 200x250 мм; в уборной и ваннах комнатах -- 150x150 мм. В санитарных узлах устанавливают регулируемые вытяжные решетки, в кухнях -- неподвижные.
В [6, § 49] показаны принципиальные схемы и конструктивные элементы канальной системы естественной вентиляции.
В крупнопанельных зданиях вентиляционные каналы изготавливают в виде специальных блоков.
Вентиляционные блоки для, зданий с числом этажей до пяти изготавливают с индивидуальными каналами для каждого этажа [6, рис. 14.2, а], а для зданий с числом этажей пять и более выполняют по схеме с перепуском через один или несколько этажей [6, рис. 14.2, б, в]. В кирпичных зданиях вертикальные каналы прокладывают в толще внутренних капитальных стен [6, рис. 14.3, а]. Вытяжные вентиляционные каналы объединяют на чердаке сборный коробом, из которого воздух отводится в атмосферу через шахту [6, рис. 14.1]. Для зданий с числом этажей до пяти вытяжные вентиляционные каналы выводят в виде самостоятельного коренника. Причем вытяжные каналы (шахты) для выброса воздуха должны быть выведены выше конька крыши не менее чем 0,5 м при расположении канала (шахты) на расстоянии до 1,5 м от конька, на один уровень с коньком при расстоянии от 1,5 до 3,0 м; не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту, при расположении шахты на расстоянии более 3 м от конька.
Расход удаляемого воздуха из кухонь, санузлов и ванных комнат определяют по [14, табл. 1]. После определения воздухообмена и размещения каналов, жалюзийных решеток и вытяжных шахт вычерчивают расчетную схему.
Аэродинамический расчет естественной вытяжной вентиляции подробно рассмотрен в [6, § 50].
5.1 Определение сечения каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, секции трехэтажного жилого дома
На кухне установлены 4-комфорочные газовые плиты. Из каждой кухни по [1,9] удаляется 90 м3/ч воздуха. Вертикальные каналы проложены в кирпичных стенах. На расчетной схеме нумеруются участки с указанием нагрузок и длин.
Определяем располагаемое давление для каналов каждого этажа [6] по формуле
(45)
где - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; g - ускорение свободного падения,
g = 9,81 м/с2; - плотность, кг/м3, соответственно воздуха в помещении и наружного при температуре , определяемая по зависимости (26). Располагаемое естественное давление для каналов составит:
для 3-го этажа
Па,
для 2-го этажа
Па,
для 1-го этажа
Па.
Расчёт начинаем с наиболее неблагоприятно расположенного канала, то есть с канала из кухни третьего этажа.
При рекомендуемой скорости воздуха V от 0,6 до 0,8 м/с [6, с.260] определим сечения жалюзийной решетки и канала (участок 1), в м2, по формуле
(46)
где L -- расход вентиляционного воздуха, который в канале из кухни с 4-комфорочной газовой плитой составляет 90 м3 /ч.
Площадь сечения жалюзийной решетки составит
м2.
Принимаем жалюзийную решетку по [14, табл. 13] размером
250 х 250 мм с площадью живого сечения м2 и канал размером 1/2 x 1 кирпич [6, табл. 14.2] с площадью сечения 0,14 x 0,27 = 0,0378 м2. Тогда действительные скорости в жалюзийной решетке и в канале соответствии с зависимостью (46) составят:
м/с,
м/с.
По [6, прил.9] коэффициент местного сопротивления вытяжной жалюзийной решетки (с поворотом на 90°) . Динамическое давление при скорости входа воздуха в решетку = 0,69 м/с определяем по формуле
(47)
Па.
Динамическое давление можно также найти по [6, рис.14.9]. Потери давления в жалюзийной решетке вычисляем по формуле (34)
Па.
Канал на участке 1 имеет прямоугольное сечение, и поэтому для определения потерь давления на трение находим равновеликий по трению диаметр канала круглого сечения [6] по формуле
(48)
где - размеры сторон прямоугольного воздуховода, мм.
мм.
Учитывая полученное значение 184,4 мм, принимаем по [14, табл. 15] ближайший по величине стандартный эквивалентный диаметр =180 мм и записываем в графу 7 табл. 5.
По [14, табл. 15] при скорости в канале 0,66 м/с потери давления на трение в стальном воздуховоде (по интерполяции) R = 0,05 Па/м.
В кирпичном канале на участке 1, имеющем большую шероховатость, чем стальные воздуховоды, потери на трение, согласно [6, табл. 14.3], при коэффициенте шероховатости в = 1,36 составят
Па.
Полученное значение записываем в графу 10 табл. 5.
По [6, прил.9] определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1:
поворот потока воздуха на 90° после его входа в канал (так как колено прямоугольное, то значение для квадратного сечения воздуховода умножаем на поправочный коэффициент с [6, прил.9]
;
вытяжная шахта с зонтом ;
сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке 1 составит
Определяем потери давления в местных сопротивлениях в соответствии с выражением (34)
Па.
Суммарные потери давления в жалюзийной решетке и на участке 1 составят