Отопление жилого дома

Содержание

 

Исходные данные к проекту 3

Введение. 4

1. Определение условий эксплуатации наружных ограждений 5

2. Расчет тепловой мощности системы отопления 6

   2.1. Уравнение теплового баланса здания 6

   2.2. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции  7

   2.3. Расчет дополнительных тепловых потерь 7

   2.4. Расчет теплоты на нагрев инфильтрующего воздуха 8

   2.5. Расчет бытовых теплопоступлений в помещение 8

   2.6. Сводная таблица тепловых потерь 9

3. Тепловой расчет системы отопления 15

   3.1. Выбор и размещение отопительных приборов 15

   3.2. Тепловой расчет отопительных приборов 16

4. Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца 26

5. Расчет и подбор гидравлического элеватора 27

Список литературы 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные к проекту

Назначение здания – жилой дом

Место расположения здания – район г. Челябинск

Фасад здания ориентирован на север

Температура наиболее холодной пятидневки – 34 ºС

Характеристики наружных ограждений:

- стены наружные: толщина 0,7 м;

- потолочное перекрытие: толщина 0,5 м;

- пол: толщина 0,4 м;

- оконные проемы:

- стены внутренние:

- двери наружные:

Тип системы отопления: однотрубная с нижней разводкой

Движение теплоносителя - попутное

Тип отопительных приборов: радиатор МС – 140 – 108

Высота этажа: 2,9 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

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 тепловых потерь через ограждения;

-  тепловой  расчёт отопительных приборов;

- гидравлический расчет циркуляционного  кольца;

- расчет и подбор гидравлического  элеватора.

Графическая часть курсовой работы состоит из:

- схема системы отопления (в  аксанометрии);

- схема узла присоединения;

- поэтажные планы системы отопления на листах формата А2.

 

Всего листов в работе:    27 

Всего чертежей:    2 

 

Ключевые слова: сопротивление теплопередаче, коэффициент теплопроводности, тепловой поток, коэффициент теплопередачи, тепловая мощность системы отопления.

 

 

 

 

1. Определение условий  эксплуатации наружных ограждений

Для расчета принято пятиэтажное здание – индивидуальный жилой дом.

Месторасположение объекта – г. Челябинск.

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

Температура внутреннего воздуха tв = 18..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 – Б (по таблице 2 СНиП  23−02−2003).

 

2. Расчет тепловой мощности системы отопления

2.1 Уравнение теплового  баланса 

Для компенсации потерь через наружные ограждения устраивают системы отопления.

При определении тепловой мощности систем отопления жилых и общественных зданий необходимо учитывать

а) потери теплоты через наружные ограждающие конструкции;

б) расход теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещение наружного воздуха, не компенсируемого подогретым приточным воздухом;

в) потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции, если разность температур в смежных помещениях равна 3 ºС и более

г) тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов (бытовые тепловыделения)

Таким образом, расчетные теплопотери помещений жилого здания **Q0 вычислим по уравнению теплового баланса:

**Q0= Qогр+ **Qд+ Qи – Qб,

где Qогр – основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

**Qд – суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

Qи – добавочные потери теплота на инфильтрацию, Вт;

Qб – бытовые тепловыделения, Вт.

 

2.2. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции

Основные потери теплоты Qогр, Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха  и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле:

Qогр=A·k·(tв – tн)·n,

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

tв – расчетная температура воздуха помещения, оС;

tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

k – коэффициент теплопередачи наружного ограждения (величина обратная общему термическому сопротивлению теплопередаче через ограждение), т.е.

 

k = 1/R0, Вт/(м2×°С);

А – расчетная поверхность ограждающей конструкции, м2.

Вычисления теплопотерь производят для каждого помещения здания отдельно. Результаты расчета представлены в таблице 1.

 

2.3.  Расчет  дополнительных тепловых потерь  через ограждающие конструкции

Основные теплопотери через наружные ограждения, обусловленные разностью температуры внутреннего и наружного воздуха, оказываются меньше фактических теплопотерь, так как не учитывается ряд факторов, вызывающих дополнительные потери теплоты, исчисляемые в долях от основных теплопотерь.

Дополнительные теплопотери, определяемые ориентацией ограждений по сторонам света, рассчитываются так:

Qд.ор=Qогр·βор,

где βор – коэффициент добавки на ориентацию;

Qогр – основные теплопотери через данное ограждение, Вт.

Дополнительные теплопотери через одинарные двери:

Qд.нд=Qогр нд·(0,22·Н),

где Qогр нд – основные тепловые потери через наружные двери в помещении лестничной клетки.

 

2.4 Расчет теплоты  на нагрев инфильтрующего воздуха

Расход теплоты на нагревание организованного инфильтрационного потока определяется по формуле:

Qи=0,28·Lн·ρн·с·(tв – tн)

где Lн – нормативный расход удаляемого воздуха, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, для жилых зданий зданий принимается равным 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухонь;

ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3:

,

с – удельная теплоемкость воздух, равная 1 кДж/(кг· оС).

 

2.5. Расчет бытовых теплопоступлений  в помещения

Тепловой поток, регулярно поступающий в комнаты и кухни жилых зданий от освещения, людей и других источников, следует принимать в количестве  не менее 10 Вт на 1 м2 площади пола, Fп, м2

              Qвыд = 10·Fп,    

где Fп – площадь пола в помещении, м2.                     

 

 

2.6. Сводная таблица  тепловых потерь

Расчёт тепловых балансов сводится в таблицу 1.

В графу 1 вносим номера отапливаемых помещений. Нумерацию помещений первого этажа начинают с №101, второго - с №201 и т. д. Лестничные клетки нумеруются буквами ЛК1 и т. д. и определяют теплопотери не по отдельным этажам, а сразу по всей высоте клеток.

В графе 2 указываем наименование ограждений с учетом следующих сокращений:

наружная стена - НС;

внутренняя стена - ВС;

окно с двойным остеклением - ДО;

пол над цокольным этажом - ПЛ;

покрытие или перекрытие - ПТ;

дверь одинарная - ДО;

дверь двойная - ДД.

В графу 3 вносим направление стороны горизонта, на которое ориентировано ограждение и наименование ограждения (С, СВ, ЮВ, Ю и т. д.).

В графу 4, 5 вносим 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 5), 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 6 заносим расчетные коэффициенты теплопередачи ограждений.

В графу 7 вносим величину разности температур между температурой внутри помещения и расчетной температурой для проектирования отопления в данном регионе.

В графу 8 вносим основные теплопотери через ограждающие конструкции.

В графу 9, 10 заносим добавочные теплопотери на ориентацию и прочие.

В графу 11 вносят значения теплопотерь через каждое ограждение, определяемые, как сумма основных и дополнительных тепловых потерь.

Значения расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещения наружного воздуха вносят в графу 12.

В графу 13 вносим величину теплопоступлений в помещение.

В графу 14 определяем результаты составления тепловых балансов.

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

 

Таблица 1  - Расчет тепловой мощности системы отопления

№пом, t, с	Характеристика ограждения				К	n(tв - tн)	Qогр	Qд, Вт		Qогр+Qд	Qи	Qб	∑Qо
	наим.	ориент.	размер	А, м2	Вт/м2 С	С	Вт	ориент.	прочие	Вт	Вт	Вт	Вт
101, 23 С	НС	С	2,5х3,8	9,5	0,33	57	178,7	17,9	-	196,6	255,2	104	1209,9
	НС	СВ	3,2х3,8	12,16	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ВС	Ю	4,0х3,8	15,2	1,24	4	75,4	0	-	75,4
	ПЛ	-	-	10,4	0,27	57	160,1	-	-	160,1
102, 19 С	НС	З	2,8х3,8	9,5	0,33	53	166,5	8,3	-	174,8	143,8	109,2	732,4
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	53	141,2	7,1	-	148,3
	ПЛ	-	3,9х2,8	10,9	0,27	53	156,3	0,0	-	156,3
103, 21 С	НС	З	3,3х3,8	12,5	0,33	55	227,6	11,4	-	239,0	214,8	128,7	1059,5
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	55	219,8	11,0	-	230,8
	ВС	Ю	3,9х3,8	14,8	1,24	3	55,1	0,0	-	55,1
	ПЛ	-	3,3х3,9	12,9	0,27	55	191,1	0,0	-	191,1
104, 23 С	НС	З	3,4х3,8	12,9	0,33	57	243,0	12,2	-	255,2	408,5	204,0	1974,0
	НС	Ю	6,0х3,8	22,8	0,33	57	428,9	0,0	-	428,9
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	57	227,8	11,4	-	239,2
	ВС	С	6,0х3,8	22,8	1,24	4	113,1	11,3	-	124,4
	ПЛ	-	3,4х6,0	20,4	0,27	57	314,0	0,0	-	314,0
105, 19 С	НС	З	2,8х3,8	10,6	0,33	53	186,1	9,3	-	195,4	197,5	168,0	1023,6
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	53	211,8	10,6	-	222,4
	ПЛ	-	2,8х6,0	16,8	0,27	53	240,4	0,0	-	240,4
106, 21 С	НС	З	3х3,8	11,4	0,33	55	206,9	10,3	-	217,3	217,0	180,0	1120,2
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	55	146,5	7,3	-	153,8
	ВС	Ю	6х3,8	22,8	1,24	3	84,8	0,0	-	84,8
	ПЛ	-	3х6	18	0,27	55	267,3	0,0	-	267,3
107, 23 С	НС	СЗ	3,2х3,8	12,2	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6	295,1	173,0	1451,8
	НС	С	3,8х3,8	14,4	0,33	57	271,6	27,2	-	298,8
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ПЛ	-	-	17,3	0,27	57	266,2	0	-	266,2
201, 23 С	НС	С	2,5х3,4	9,5	0,33	57	178,7	17,9	-	196,6	207,2	104	1001,8
	НС	СВ	3,2х3,4	12,16	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ВС	Ю	4,0х3,4	15,2	1,24	4	75,4	0	-	75,4
202, 19 С	НС	З	2,8х3,4	9,5	0,33	53	166,5	8,3	-	174,8	96,9	109,2	529,2
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	53	141,2	7,1	-	148,3
203, 21 С	НС	З	3,3х3,4	12,5	0,33	55	227,6	11,4	-	239,0	157,5	128,7	811,0
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	55	219,8	11,0	-	230,8
	ВС	Ю	3,9х3,4	14,8	1,24	3	55,1	0,0	-	55,1
204, 23 С	НС	З	3,4х3,4	12,9	0,33	57	243,0	12,2	-	255,2	314,3	204,0	1565,9
	НС	Ю	6,0х3,4	22,8	0,33	57	428,9	0,0	-	428,9
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	57	227,8	11,4	-	239,2
	ВС	С	6,0х3,4	22,8	1,24	4	113,1	11,3	-	124,4
205, 19 С	НС	З	2,8х3,4	10,6	0,33	53	186,1	9,3	-	195,4	125,3	168,0	711,1
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	53	211,8	10,6	-	222,4
206, 21 С	НС	З	3х3,4	11,4	0,33	55	206,9	10,3	-	217,3	136,8	180,0	772,7
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	55	146,5	7,3	-	153,8
	ВС	Ю	6х3,4	22,8	1,24	3	84,8	0,0	-	84,8
207, 23 С	НС	СЗ	3,2х3,4	12,2	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6	215,2	173,0	1105,6
	НС	С	3,8х3,4	14,4	0,33	57	271,6	27,2	-	298,8
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
301, 23 С	НС	С	2,5х3,4	9,5	0,33	57	178,7	17,9	-	196,6	207,2	104	1001,8
	НС	СВ	3,2х3,4	12,16	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ВС	Ю	4,0х3,4	15,2	1,24	4	75,4	0	-	75,4
302, 19 С	НС	З	2,8х3,4	9,5	0,33	53	166,5	8,3	-	174,8	96,9	109,2	529,2
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	53	141,2	7,1	-	148,3
303, 21 С	НС	З	3,3х3,4	12,5	0,33	55	227,6	11,4	-	239,0	157,5	128,7	811,0
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	55	219,8	11,0	-	230,8
	ВС	Ю	3,9х3,4	14,8	1,24	3	55,1	0,0	-	55,1
304, 23 С	НС	З	3,4х3,4	12,9	0,33	57	243,0	12,2	-	255,2	314,3	204,0	1565,9
	НС	Ю	6,0х3,4	22,8	0,33	57	428,9	0,0	-	428,9
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	57	227,8	11,4	-	239,2
	ВС	С	6,0х3,4	22,8	1,24	4	113,1	11,3	-	124,4
305, 19 С	НС	З	2,8х3,4	10,6	0,33	53	186,1	9,3	-	195,4	125,3	168,0	711,1
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	53	211,8	10,6	-	222,4
306, 21 С	НС	З	3х3,4	11,4	0,33	55	206,9	10,3	-	217,3	136,8	180,0	772,7
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	55	146,5	7,3	-	153,8
	ВС	Ю	6х3,4	22,8	1,24	3	84,8	0,0	-	84,8
307, 23 С	НС	СЗ	3,2х3,4	12,2	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6	215,2	173,0	1105,6
	НС	С	3,8х3,4	14,4	0,33	57	271,6	27,2	-	298,8
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
401, 23 С	НС	С	2,5х3,4	9,5	0,33	57	178,7	17,9	-	196,6	207,2	104	1001,8
	НС	СВ	3,2х3,4	12,16	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ВС	Ю	4,0х3,4	15,2	1,24	4	75,4	0	-	75,4
402, 19 С	НС	З	2,8х3,4	9,5	0,33	53	166,5	8,3	-	174,8	96,9	109,2	529,2
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	53	141,2	7,1	-	148,3
403, 21 С	НС	З	3,3х3,4	12,5	0,33	55	227,6	11,4	-	239,0	157,5	128,7	811,0
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	55	219,8	11,0	-	230,8
	ВС	Ю	3,9х3,4	14,8	1,24	3	55,1	0,0	-	55,1
404, 23 С	НС	З	3,4х3,4	12,9	0,33	57	243,0	12,2	-	255,2	314,3	204,0	1565,9
	НС	Ю	6,0х3,4	22,8	0,33	57	428,9	0,0	-	428,9
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	57	227,8	11,4	-	239,2
	ВС	С	6,0х3,4	22,8	1,24	4	113,1	11,3	-	124,4
405, 19 С	НС	З	2,8х3,4	10,6	0,33	53	186,1	9,3	-	195,4	125,3	168,0	711,1
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	53	211,8	10,6	-	222,4
406, 21 С	НС	З	3х3,4	11,4	0,33	55	206,9	10,3	-	217,3	136,8	180,0	772,7
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	55	146,5	7,3	-	153,8
	ВС	Ю	6х3,4	22,8	1,24	3	84,8	0,0	-	84,8
407, 23 С	НС	СЗ	3,2х3,4	12,2	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6	215,2	173,0	1105,6
	НС	С	3,8х3,4	14,4	0,33	57	271,6	27,2	-	298,8
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
501, 23 С	НС	С	2,5х3,4	9,5	0,33	57	178,7	17,9	-	196,6	251,6	104	1194,4
	НС	СВ	3,2х3,4	12,16	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ВС	Ю	4,0х3,4	15,2	1,24	4	75,4	0	-	75,4
	ПТ	-	-	10,4	0,25	57	148,2	-	-	148,2
502, 19 С	НС	З	2,8х3,4	9,5	0,33	53	166,5	8,3	-	174,8	140,3	109,2	717,3
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	53	141,2	7,1	-	148,3
	ПТ	-	3,9х2,8	10,9	0,25	53	144,7	0,0	-	144,7
503, 21 С	НС	З	3,3х3,4	12,5	0,33	55	227,6	11,4	-	239,0	210,6	128,7	1041,1
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	55	219,8	11,0	-	230,8
	ВС	Ю	3,9х3,4	14,8	1,24	3	55,1	0,0	-	55,1
	ПТ	-	3,3х3,9	12,9	0,25	55	177,0	0,0	-	177,0
504, 23 С	НС	З	3,4х3,4	12,9	0,33	57	243,0	12,2	-	255,2	401,5	204,0	1943,8
	НС	Ю	6,0х3,4	22,8	0,33	57	428,9	0,0	-	428,9
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	57	227,8	11,4	-	239,2
	ВС	С	6,0х3,4	22,8	1,24	4	113,1	11,3	-	124,4
	ПТ	-	3,4х6,0	20,4	0,25	57	290,7	0,0	-	290,7
505, 19 С	НС	З	2,8х3,4	10,6	0,33	53	186,1	9,3	-	195,4	192,1	168,0	1000,5
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	53	211,8	10,6	-	222,4
	ПТ	-	2,8х6,0	16,8	0,25	53	222,6	0,0	-	222,6
506, 21 С	НС	З	3х3,4	11,4	0,33	55	206,9	10,3	-	217,3	211,0	180,0	1094,4
	ДО	З	1,2х1,5	1,8	1,48	55	146,5	7,3	-	153,8
	ВС	Ю	6х3,4	22,8	1,24	3	84,8	0,0	-	84,8
	ПЛ	-	3х6	18	0,25	55	247,5	0,0	-	247,5
507, 23 С	НС	СЗ	3,2х3,8	12,2	0,33	57	228,7	22,9	-	251,6	289,2	173,0	1426,1
	НС	С	3,8х3,8	14,4	0,33	57	271,6	27,2	-	298,8
	ДО	С	1,2х1,5	1,8	1,48	57	151,8	15,2	-	167,0
	ПЛ	-	-	17,3	0,25	57	246,5	0	-	246,5
ЛК	НС	З	3х17,9	53,7	0,33	52	921,5	46,1	-	967,6	1139	284	5219,7
	НС	Ю	6,0х17,9	107,4	0,33	52	1843,0	0,0	-	1843,0
	ДО	З	1,8х1,5	2,7	1,48	52	207,8	10,4	-	218,2
	ПЛ	-	-	28,4	0,27	52	398,7	0,0	-	398,7
	ПТ	-	-	28,4	0,25	52	369,2	0,0	-	369,2
Тепловая мощность системы отопления													41700,7

 

3. Тепловой расчет системы отопления

4.1. Выбор и размещение отопительных приборов

В курсовом проекте применяется однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой магистральных трубопроводов. Система с попутным движением теплоносителя.

В качестве нагревательных приборов приняты радиаторы типа МС-140-108.

Снабжение теплом осуществляется от тепловой сети через элеватор, установленный в ИТП.

Параметры теплоносителя 130 - 70 ºС.  В здании применена одна разводящая магистраль по периметру стен. В цокольном помещении магистрали прокладываются на опорах вдоль стен.

Размещение стояков зависит от положения магистралей и размещения подводок к отопительным приборам. Обязательным является обособление стояков лестничных клеток, а также расположение стояков в наружных углах помещений.

Конструирование системы отопления заключается в размещении на планах здания теплового пункта, теплопроводов, отопительного оборудования, а также создания условий для ее нормальной работы.

Рекомендуется применять для однотрубных систем отопления стояки с одним размером по всей длине (Æ15,20,25). Допускается применение составных стояков из трубопроводов не более двух диаметров, при этом стояк должен иметь только один переход с одного диаметра на другой.

Размещение подводки зависит от вида отопительного прибора и положения труб в системе отопления. Подводки для большинства приборов прокладывают горизонтально длиной от 300 до 500мм.

Отопительные приборы размещают преимущественно у наружных стен под световыми проемами.

Для ручного регулирования системы отопления используют следующую запорно-регулирующую арматуру: задвижки, вентили, пробковые краны, обратные клапаны, краны проходные двойной регулировки и трехходовые краны. Запорную арматуру устанавливают на отдельных ветвях для отключения каждой ветви в отдельности, а также до и после элеваторов, на вводе в здание. Регулирующую арматуру устанавливают на подводках к нагревательным приборам. В однотрубных системах отопления такая арматура имеет пониженный коэффициент местных сопротивлений. Для удаления воздуха из системы отопления у верхних приборов предусматривается установка воздушных кранов. Для выключения стояков и спуска воды из них на подъёмном и опускном участках в местах присоединения к магистрали устанавливаются запорные вентили или краны для спуска воды и, если требуется, регулирующие диафрагмы.

 

4.2. Тепловой  расчет отопительных приборов

Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов.