Отопление жилого здания

 

3. Определяем фактическое сопротивление теплопередачи

 

                                               (2.4.4)

 

4. Определение коэффициента теплопередачи

 

                                                                                             (2.4.5)

 

 

2.4 Определение коэффициента теплопередачи световых проемов

 

                                                                                           (2.4.6)

 

      Расчеты сводятся в таблицу (Приложение А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет теплопотерь

 

Теплопотери помещений в жилых и гражданских зданиях складываются из теплопотерь через ограждающие конструкции (стены, окна, полы, перекрытия) и расходов теплоты на нагрев воздуха, инфильтрующегося в помещения через неплотности в ограждающих конструкциях. В промышленных зданиях учитывают и другие расходы теплоты.

Теплопотери определяем для помещений №101,211,215 через все ограждающие конструкции, для остальных помещений теплопотери назначаются ориентировочно. Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения, если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не превышает 3 0С. До начала расчетов всем помещениям здания, в которых должны быть определены теплопотери, присваивают номера.

 

Q= ,                                                                 (3.1)

где Fогр – расчетная площадь ограждающей конструкции,м2;

R0 – сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, мІ°С/Вт;

tв – расчетная температура воздуха помещения с учетом повышения по высоте на 1° на каждые 2 м для помещений высотой более 4 м, °С

tн – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода (средняя наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) при расчете теплопотерь через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете потерь тепла через внутренние ограждения, который ведется, если разность температур в этих помещениях более 3°;

b – добавочные потеря теплоты в долях от основных потерь;

n – коэффициент учета положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.

Расчетные площади ограждений определяют по строительным чертежам в соответствии с правилами обмера, приведенными на рис. 3.1.

 

Рисунок. 3.1. Схема обмера ограждений: а – на разрезе здания; б – на плане;

 

Нок, Нст, Lст, Lпола – линейные размеры окон, стен и полов

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции помещений любого назначения следует принимать в долях от основных потерь:

 

Добавки на ориентацию ограждений по сторонам света

а) для помещений в зданиях любого назначения для наружных вертикальных и наклонных стен» дверей и окон, обращенных:

– на север, восток, северо-восток и северо-запад в размера 0,1;

– на юго-восток и запад в размере 0,05;

– для общественных административно-бытовых производственных зданий при наличии двух наружных стен и более соответственно 0,15 и 0,1;

б) для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40° и ниже – в размере 0,05;

в) для наружных дверей при открывании их на короткое время для учета проникновения холодного воздуха (n-этажей) в размере:

– 100n – двойные, без тамбура между ними;

– 80n – двойные с тамбуром, снабженным дверью;

– 65n – одинарные без тамбура;

г) для наружных ворот, не оборудованных воздушно-тепловыми завесами в размере:

3 - при отсутствии тамбура у  ворот;

1 - при наличии тамбура у ворот.

Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты учитывать не следует.

Расчеты сводим в таблицу( Приложение Б.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Тепловой баланс помещений

 

4.1. Расход теплоты на инфильтрацию воздуха

 

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха в жилых и общественных зданиях для всех помещений определяют из двух расчетов.

В первом расчете определяют расход теплоты Qi на подогрев наружного воздуха, поступающего в i-е помещение вследствие работы естественной вытяжной вентиляции.

Во втором расчете определяют расход теплоты Qi на подогрев наружного воздуха, проникающего в это же помещение через неплотности ограждений вследствие теплового и ветрового давлений. Для определения расчетных потерь теплоты помещениями принимают наибольшую величину из определенных по нижеприведенным формулам.

Первый расчет. Расход теплоты Qi , Вт, определяем по формуле:

 

Qi = 0,28 L рн c (tвн - tнБ )                                                                                               (4.1)

 

где L – расход удаляемого воздуха, м3/ч, принимаемый для жилых зданий 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухни – 6 м3/ч на 1 м2; рн - плотность наружного воздуха, кг/м3; с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж /(кг ° С).

Удельный вес у, Н/м3 и плотность воздуха р, кг/м3, могут быть определены по формулам:

 

у = 3463/ (273 +t) , р= у/ g)                                                                                     (4.2)

                                                     

где t - температура воздуха, ° С; g = 9,81 м/с2.

Второй расчет. Расход теплоты Qi на подогрев наружного воздуха, проникающего в помещения через неплотности ограждений вследствие теплового и ветрового давлений, определяем:

 

Qi = 0,28 Gi c (tвн - tнБ) k)                                                                                                   (4.3)

 

где Gi - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции; k - коэффициент учета встречного теплового потока, принимаемый для окон и балконных дверей с раздельными переплетами равным 0,8, для одинарных окон и окон со спаренными переплетами - 1,0.

Для окон и балконных дверей величину Gi, кг/ч, определяем как:

 

Gi = 0,216 ΣF ΔРi0,67/ Rи)                                                                                              (4.4)

где ΔРi – разность давлений воздуха, Па, на наружной Рн и внутренней поверхностях Рвн окон или дверей; ΣF – расчетные площади ограждений, м2; Rи – сопротивление воздухопроницанию ограждения, м2 ч/кг.

Разность давлений воздуха ΔРi , Па, определяем из уравнения:

 

ΔРi = (H - hi ) (ун -увн ) + 0,5 р н V2 ( Ce,n - Ce,p) k1 – Pint                                              (4.5)

  

где H – высота здания, м, от уровня земли до устья вентиляционной шахты (в бесчердачных зданиях устье шахты располагают на 1 м выше кровли, в зданиях с чердаком на 4-5 м выше верха чердачного перекрытия); hi – расстояние, м, от уровня земли до верха окон или балконных дверей, для которых определяется расход воздуха; ун , увн – удельные веса наружного и внутреннего воздуха; V – расчетная скорость ветра, м/с; Ce,n и Ce,p – аэродинамические коэффициенты здания соответственно для наветренной и подветренной поверхностей. Для здания прямоугольной формы Ce,n = 0,8, Ce,p = –0,6; k1 – коэффициент учета изменения скоростного напора ветра в зависимости от высоты здания; Pint – условно-постоянное давление воздуха, Па, возникающее при работе вентиляции с искусственным побуждением, для жилых зданий Pint = 0.

Схема расположения описанных параметров приведена на рис. 4.1.

 

Рис. 4.1. Схема параметров, определяющих инфильтрацию воздуха через оконный проем

Коэффициент k1 принимается при высоте ограждения над поверхностью земли до 5,0 м равным 0,5, при высоте до 10 м – 0,65, до 20 м – 0,85, более 20 м – 1,1.

Примечания:

1) теплозатраты на нагревание  инфильтрующегося воздуха можно  определять только для помещений  на нижнем и верхнем этажах, а для помещений на промежуточных  этажах принимать по интерполяции  в зависимости от расположения  верха окна.

2) для помещений производственных  зданий теплозатраты на нагревание  инфильтрующегося воздуха допускается  принимать равными 30% основных теплопотерь  через ограждения.

После расчетов принимают большее из полученных значений.

Для помещений и производственных зданий производится расчет теплозатрат на нагревание поступающих в помещение снаружи материалов, изделий, транспортных средств, результаты заносятся в таблицу теплового баланса.

 

4.2. Теплопоступления от бытовых приборов

Бытовые тепловыделения, к которым относятся теплопоступления от людей, нагретого оборудования и искусственного освещения, могут быть использованы для сокращения мощности отопительных приборов.

Полностью тепловой поток, поступающий от этих и др. источников в комнаты и кухни жилых домов, вычисляется по формуле:

 

  QБЫТ=21F, где                                                                                             (4.6)

 

F – площадь пола отапливаемого помещения, м2, т.е. принимается в размере 21 Вт на 1 м2 пола.

4.3. Тепловой баланс помещений

 

Для того, чтобы определить, требуется ли отопление в расчетном помещении и какой мощности, сопоставляются теплопотери и теплопоступления в том режиме, когда возможен наибольший дефицит теплоты. Уравнение теплопоступлений и теплопотерь называют сведением теплового баланса помещений.

Тепловая мощность отопительной установки, необходимой для компенсации теплонедостатка в помещении, определяется по формуле:

 

Qот = Qпот – Qвыд                                                                                                                                      (4.7)

 

Qпот – теплопотери помещения (Вт) которые связаны с теплопередачей через наружные ограждения и теплозатратами на нагревание наружного воздуха, т. е.:

 

Qпот = Qогр + Qинф                                                                                                                                      (4.8)

 

Qвыд – теплопоступления в помещения в следствие выделения теплоты людьми источниками искусственного освещения, теплопроводами и т. д.;

– для жилых зданий Qвыд = QБЫТ.

Сведения теплового баланса помещений и определение мощности отопительного оборудования записываются в форме таблицы (Приложение Б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор конструкции системы отопления

 

 

С помощю [5] принимаем двухтрубную систему отопления с нижней разводкой магистралей с попутным движением теплоносителя. В качестве отопительных приборов – чугунные секционные радиаторы МС-90-108. На подводках отопительных приборов предусматриваем установку регулирующих вентилей. Гидроэлеваторный узел размещен в подвальном помещении, подающие и обратные магистрали проложены вдоль наружних стен с уклоном 0,003 в сторону движения теплоносителя. Стояки проложены открыто. Для опорожнения системы в нижней части стояков и в конце магистральных трубопроводов предусмотрены спускные краны. Температурный график системы отопления – 90-70°С. Присоединение системы отопления к тепловым сетям через гидроэлеватор. Система побуждения теплоносителя в системе отопления – за счёт перепада давления в сети 0,1мПа (по заданию).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Гидравлический расчет

Расчет ведется по методу удельных линейных потерь давления.

Главное (большое) циркуляционное кольцо выбираем от гидроэлеватора через отопительный прибор первого этажа стояка 5, малое от гидроэлеватора через отопительный прибор первого этажа стояка 3.

Расход воды определяем по тепловой нагрузке и разности температур теплоносителя в системе:

;                                                                                         (6.1)

Расчетное циркуляционное давление для главного циркуляционного кольца находим по формуле:

, Па                                                                                   (6.2)

где кПа – циркуляционное давление создаваемое насосом,

– циркуляционное давления в следствии остывания теплоносителя в приборах отопления и трубопроводах, Па

,Па                                                                       (6.3)

где - среднее приращение плотности при понижении температуры на 1°С;

- тепловая нагрузка стояка, Вт;

- расчетная разность температуры теплоносителя в системе, °С,

- тепловая нагрузка i-го прибора, Вт

- вертикальное расстояние между  условными центрами охлаждения  и нагревания i-го прибора в стояке, м

Па

Диаметр труб выбирают исходя из расчетного циркуляционного давления. Для этого в циркуляционном кольце системы определяют по формуле:

   ,Па/м                                                                                  (6.4)

где k – коэффициент, учитывающий долю местных потерь давления в системе,

- расчетное циркуляционное давление  системы, Па

∑l – общая длина последовательных участков, составляющих расчетное циркуляционное кольцо, м