Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Января 2013 в 20:38, курсовая работа
Впроекте требуется запроектировать систему отопления 7-этажного жилого здания. В здании имеется подвал и чердак. Перекрытия сборные, выполнены из железобетона. Источником теплоснабжения служит городская тепловая сеть, теплоносителем которой является вода с параметрами 150-70°С. Тип отопительных приборов – чугунные радиаторы 2КП-90х500. В здании проектируем однотрубную вертикальную систему отопления с опрокинутой циркуляцией и попутным движением воды.
Общая часть………………………………………………………………………… 4
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций………………… 5
Расчёт теплопотерь помещениями……………………………….…..……...... 7
Определение удельной тепловой характеристики здания.….………... 17
Гидравлический расчёт трубопроводов………............................................ 20
Расчёт отопительных приборов……………………………………………… 28
Расчёт отдельных элементов систем отопления…………………………..36
Тепловая изоляция труб…………………………………………………………39
Компенсация теплового удлинения труб…………………………………..40
Литература……………………………......................................................................41
Запас циркуляционного давления вычисляется по формуле (4.12):
Процент запаса достигнут (10-30%).
В результате расчёта новой группы участков дополнительного кольца потери давления в них должны быть сопоставлены с величиной , Па, с вычислением процента невязки по выражению:
где - сумма потерь давления в группе участков дополнительного циркуляционного кольца, Па;
- располагаемое циркуляционное давление для расчёта новой группы участков дополнительного кольца, Па, которое определяется по выражению:
где - сумма потерь давления в группе уже рассчитанных участков неблагоприятного циркуляционного кольца, параллельно соединённых с подлежащей расчёту группой участков.
Поскольку в системах водяного отопления с попутным движением воды допускается невязка 5%, таким образом условие не выполняется 72,8% > 5%.
Для погашения избыточного давления устанавливаем дроссельную шайбу. Диаметр шайбы определяем по формуле:
(4.14)
5. РАСЧЁТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Выбор типа отопительного прибора следует осуществлять с учетом технико-экономических и архитектурных требований.
Конвекторы “Комфорт-20М” предназначены в первую очередь для жилых зданий. Допускается их использование в общественных зданиях и тех помещениях, где нет массового потока практически не контролируемых посетителей.
Детальный расчет поверхности и числа элементов производится для двух приборов первого расчетного кольца. Для всех остальных отопительных приборов системы ориентировочно определяется число элементов с использованием данных номинальном тепловом потоке отопительных приборов. Число элементов (секций) в отопительном приборе определяется путем деления тепловой нагрузки отопительного прибора на номинальный тепловой поток прибора. Результаты ориентировочного расчета числа элементов заносятся на планы этажей без составления расчетной таблицы.
Расчет сводится к
определению площади
где Qпр – тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт;
Qтр – суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб, Вт;
qпр – поверхностная плотность теплового прибора, Вт/м2;
0,9 – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении.
Суммарную теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения труб Qтр, Вт, вычисляют по формуле:
(5.2)
где Kтр – коэффициент теплопередачи отдельного трубопровода, Вт/(м2.0С);
dн – наружный диаметр отдельного трубопровода, м;
l – длина отдельного трубопровода, м;
tт – средняя температура теплоносителя в отдельном трубопроводе, 0С;
tв – температура воздуха в помещении, 0С.
Значение коэффициентов теплопередачи Kтр , Вт/(м2∙0С), одиночных горизонтальных или вертикальных стальных труб при теплоносителе воде принимаем по табл. 4.7 [2].
Поверхностная плотность теплового потока qпр, Вт/м2, при теплоносителе воде определяется по формуле:
(5.3)
где q ном – номинальная плотность теплового потока прибора, Вт/м2;
Δtср – фактический температурный напор, °С;
n – эмпирический показатель степени при температурном напоре, принимается по табл.9.2 [5];
Gпр – фактический расход теплоносителя через прибор, кг/с;
n – эмпирический показатель степени при расходе теплоносителя, принимается по табл.9.2 [5];
70°С и 0,1 кг/с – соответственно температурный напор и расход теплоносителя через прибор при стандартных условиях;
в – поправочный коэффициент на атмосферное давление, принимается по табл.9.1 [5];
– коэффициент, учитывающий уменьшение плотности теплового потока при движении теплоносителя через отопительный прибор по схеме “сверху-вниз”;
z – коэффициент, учитывающий схему присоединения прибора и изменение показателя степени p в различных диапазонах расхода теплоносителя.
Значение атмосферного воздуха для данной местности принимается равным 760 мм.рт.ст, (прил. Е [1]).
Фактический температурный напор Δtср, 0С, в однотрубных системах отопления при теплоносителе воде определяется по формуле:
где tср – средняя температура воды в приборе, 0С;
tв –температура воздуха в помещении, 0С.
Средняя температура воды в отопительном приборе tср, 0С, в однотрубных системах отопления при теплоносителе воде определяется:
где tвх –температура воды, входящей в отопительный прибор, 0С;
Qпр – тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт;
с – теплоемкость воды, Дж/(кг.0С);
Gпр – фактический расход теплоносителя через прибор, кг/с.
Температура воды на входе в отопительный прибор в однотрубной системе отопления определяется по формуле:
где tг – температура горячей воды в системе отопления, оС;
– суммарная тепловая нагрузка отопительных приборов, присоединённых к стояку до рассматриваемого участка, считая по ходу движения воды, Вт;
– понижение температуры воды в подающей магистрали по пути от теплового пункта до места присоединения к ней стояка, оС, принимается с учетом рекомендаций изложенных на стр. 45 [5];
Qст – тепловая нагрузка приборов, присоединённых к стояку, Вт;
– разность температур теплоносителя на входе и выходе из стояка, оС, определяется по формуле:
где tг, – то же , что в формуле (5.6);
tо – температура обратной воды в системе отопления, оС.
В однотрубных системах отопления фактический расход теплоносителя через прибор Gпр, кг/с, определяется по формуле:
где α – коэффициент затекания воды в отопительный прибор, определяется по табл. 9.3. [5];
Gст – расход воды через стояк, кг/с, определяется по формуле:
где Qст, Δtст – то же, что в формуле (5.6);
с – то же, что в формуле (5.5).
Коэффициент , учитывающий уменьшение плотности теплового потока при движении теплоносителя через отопительный прибор по схеме “сверху – вниз” , равен 1( стр.44 [5])
Температура теплоносителя на выходе из отопительного прибора tвых, ˚С. определяется по формуле:
где Qпр – тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт;
с – теплоемкость воды, Дж/(кг.0С);
Gпр – расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/с;
tвх – температура воды, входящей в отопительный прибор, 0С.
Значение коэффициента z, учитывающего схему присоединения прибора и изменение показателя степени р в различных диапазонах теплоносителя принимаем по табл.4.9 [2].
Число секций N в чугунном радиаторе вычисляется по найденной их поверхности нагрева по формуле:
где Fр – расчетная площадь отопительного прибора, м2;
fэ – поверхность нагрева одного принятого типа радиатора, м2, принимается по табл. 4.8 [2];
β3 – поправочный коэффициент, учитывающий число элементов в приборе;
β4 – коэффициент, учитывающий условия установки отопительного прибора, принимается по табл. 9.12 [5].
При открытой установке отопительного прибора значение коэффициента β4 можно принимать равным 1.
Величина коэффициента β3 может быть определена по формуле:
где Fр – то же, что в формуле (5.11).
Количество конвекторов определяется по формуле:
(5.13)
где Fр, fэ – то же, что в формуле (5.11).
При округлении дробного расчетного элементов до целого числа следует иметь ввиду, что номинальный тепловой поток устанавливаемого отопительного прибора не следует принимать менее чем на 5% от требуемого по расчету.
Пример расчёта отопительных приборов для стояка 6.
Тепловая нагрузка прибора №1 по ходу движения теплоносителя:
Тепловая нагрузка прибора №2 по ходу движения теплоносителя:
Понижение температуры воды в подающей магистрали по пути от теплового пункта до места присоединения к ней стояка:
Разность температур теплоносителя на входе и выходе из стояка определяем по формуле (5.7):
Температура воды на входе в отопительный прибор в однотрубной системе отопления определяем по формуле (5.6):
;
Расход воды через стояк определяем по формуле (5.9):
Фактический расход теплоносителя через прибор определяем по формуле (5.8):
Расчет отопительного прибора №1 (по ходу движения воды) стояка 6.
Участок 1-2.
Средняя температура воды в отопительном приборе определяем по формуле (5.5):
Фактический температурный напор определяем по формуле (5.4):
Следовательно, значение коэффициента теплопередачи Kтр , Вт/(м2∙0С), принимаемый по табл. 4.7 [2] на участке 1-2 равен Kтр=14,5 Вт/(м2∙0С).
Участок 3-4.
Следовательно, значение коэффициента теплопередачи Kтр , Вт/(м2∙0С), принимаемый по табл. 4.7 [2] на участке 3-4 равен Kтр=14,5 Вт/(м2∙0С).
Поверхностную плотность теплового потока qпр, Вт/м2, при теплоносителе воде определяем по формуле (5.3):
Для чугунного секционного радиатора 2КП90x500 qном=710Вт/м2;
n=0,25 (табл. 9.2 [5]);
p=0,04 (табл. 9.2 [5]);
b=1 (табл. 9.1 [5]);
z=0,97 (табл. 4.9[2]);
Расчетную площадь отопительного прибора определяем по формуле (5.1):
Величина коэффициента β3 определяется по формуле (5.12):
Число секций N в чугунном радиаторе определяем по формуле (5.11):
Т.к. погрешность не превышает 5%, то к установке принимаем чугунный радиатор с числом секций равным 11.
Расчет отопительного прибора №2 для стояка 1.
Участок 5-6.
Средняя температура воды в отопительном приборе определяем по формуле (5.5):
Фактический температурный напор определяем по формуле (5.4):
Следовательно, значение коэффициента теплопередачи Kтр , Вт/(м2∙0С), принимаемый по табл. 4.7 [2] на участке 5-6 равен Kтр=14,5 Вт/(м2∙0С).
Участок 7-8.
Следовательно, значение коэффициента теплопередачи Kтр , Вт/(м2∙0С), принимаемый по табл. 4.7 [2] на участке 7-8 равен Kтр=14,5 Вт/(м2∙0С).
Суммарную теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения труб определяем по формуле (5.2):
Поверхностную плотность теплового потока qпр, Вт/м2, при теплоносителе воде определяем по формуле (5.3):