Проектирование систем отопления

Министерство образования Омской области

БПОУ ОО СПО «Омский колледж отраслевых технологий строительства и транспорта»

Пояснительная записка

                                               к курсовому проекту

ПМ03 МД03.02 Тема 03.02.04. Проектирование систем отопления

Тема проекта: «Проектирование системы отопления

 гражданского здания в городе Иваново»

Омск-2015

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………….4-5стр

1. Краткая характеристика объекта района строительства…………………..…6стр

2. Тепловая мощность системы отопления………………………………..……….7-12стр

3. Расчёт и подбор отопительных приборов……………………………………..14-17стр

4. Конструирование и расчёт системы отопления…………………………….18-21стр

    Спецификация ……………………………………………………………………………….…….22стр

    Список литературы ………………………………………………………………………………23стр

 Введение

Отопление зданий обеспечивает тепловой комфорт для людей или выполнения технологических требований по параметрам внутреннего воздуха в зависимости от назначения помещения и установленного оборудования.

В суровых климатических условиях холодных и продолжительных зим в России проживание людей в помещениях невозможно без работы системы отопления , обеспечивающей компенсацию теплопотерь через наружные ограждения и нагрев до санитарной нормы наружного приточного воздуха.

Целью курсового проекта является ознакомление с основными видами и методами расчета и проектирования систем водяного отопления и вентиляции зданий , оформлением чертежей нормативной и справочной литературы.

По архитектурно – строительным чертежам здания , для которого проектируется система отопления , производится расчет требуемой тепловой мощности отопительных приборов для каждого помещения здания , имеющего наружные ограждающие конструкции.   

В зависимости от особенностей здания выбирается рациональный вариант прокладки магистральных подающих и обратных трубопроводов. При наличии в здании подвального помещения магистральные трубопроводы располагаются по периметру подвального помещения. Если подвала в здании нет , то магистральные подающие трубопроводы располагаются на чердаке , а при его отсутствии – под потолком верхних этажей.

По принятому решению расположения  магистральных трубопроводов составляется аксонометрическая схема подведения трубопроводов к отопительным приборам по помещениям.

С учетом архитектурно-строительных особенностей здания выбирается схема прокладки подающих и обратных трубопроводов. Выбор рациональных схем распределения горячей воды по отопительным приборам определяется необходимостью создания колец циркуляции горячей воды с близкими по величине гидравлическими потерями.

 

 

Краткая характеристика объекта района строительства.

Г. Иваново

1.     Температура воздуха наиболее холодной 5-ти дневки.

T_n = -30°C .

2.     Абсолютная минимальная температура воздуха.

T =-45°C .

3.     Продолжительность отопительного сезона.

219 сутки.

4.     Средняя температура за отопительный период.

T_ср = -3,9 °C .

5.     Количество осадков за Ноябрь – Март.

209_{мм .}

6.     Преобладающее направление ветра за Декабрь – Февраль.

Ю .

7.     Средняя скорость ветра.

3,2 м/с .
Тепловая мощность системы отопления

2.1 Расчёт теплопотерьпомещения.

Требуемая мощность системы отопления определяется на основе уравнения теплового баланса для каждого из отопительных помещений:

Qотпл= ∑Qогр.+ Qинф– Qбыт.

Где  ∑Qогр – суммарные теплопотери через ограждающие конструкции рассчитываемого помещения, Вт;

Qинф– затраты теплоты на подогрев инфельтрующегося воздуха, Вт;

Qбыт – бытовые теплопоступления, Вт.

Потери теплоты помещения через ограждающие конструкции определяю по формуле:

Qогр. = Fогр. ×K × n×(tв-tн)×(1+∑β)

где Fогр.– Площадь ограждения, м², измеряется по плану этажа;

K – коэффициент теплопередачи рассматриваемой конструкции, принимается согласно разделу 1;

n – коэффициент теплопередачи рассматриваемой конструкции с наружным воздухом;

tв – внутренняя температура помещения, °C;

tн – наружная температура воздуха для проектирования отопления принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки, °C , в разделе 1;

β – добавочные теплопотери на ориентацию ограждений по сторонам света.

Таблица №1 . Теплопотери через ограждающие конструкции

№ Пом. Назван. tв, °C	Хар - ка ограждающих конструкций				K Bт/м2°C	n	Δt °C	1+ β	Qогр	∑Q Вт
	Наимен	Ориент	Размер	F,м2
101 ЖК +22	НС1 НС2   ОК   ПЛ	Ю З З -	5,2×3 4,4×3 1,8×1,5 3,8×4,6	15,6 13,2 2,7 17,48	0,95 0,95 1,87 0,21	1 1 1 0,7	35	1 1,05 1,05 1	518,7 460,8 185,6 90	1255
102 К +18	НС ОК ПЛ	З З -	2,8×3 1,5×1,5 2,7×3,8	8,4 2,25 10,26	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	30	1,05 1,05 1	251,37 132,6 45,2	429
103 К +18	НС ОК ПЛ	З З -	2,7×3 1,5×1,5 2,7×3,8	8,1 2,25 10,26	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	30	1,05 1,05 1	242,4 132,5 45,2	420
104 ЖК +22	НС1 НС2 ОК ПЛ	З С З -	3,8×3 5,2х3 1,8х1,5 3,5х4,1	11,4 15,6   2,7  11,3	0,95 0,95 1,87 0,21	1 1 1 0,7	35	1,05 1,1 1,05 1	398 570,57 186 58	1213
105 ЖК +22	НС1 НС2 ОК ПЛ	С В В -	4,8×3 3,7×3 1,8×1,5 3х4,2	11,4 11,1 2,7 12,6	0,95 0,95 1,87 0,21	1 1 1 0,7	35	1,1 1,1 1,1 1	417 406 194 65	1082
106 ЖК +20	НС ОК ПЛ	В      В -	3,8×3 1,8×1,5 3,5х4,4	11,4 2,7 15,4	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	32	1,1 1,1 1	381,2    178 72	631

107 К +18	НС ОК   ПЛ	В В -	2,6×3 1,5х1,5 2,6х3,5	7,8 2,25 9,1	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	30	1,1 1,1 1	245 139 40	424
108 К +18	НС ОК ПЛ	В В -	2,6×3 1,5×1,5 2,6х3,5	7,8 2,25 9,1	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	30	1,1 1,1 1	245 139 40	424
109 ЖК +20	НС ОК ПЛ	В В -	3,5×3 1,8×1,5 3,5х4,3	10,5 2,7 15,05	0,95 1,87 0,21	1 1 0,7	32	1,1 1,1     1	351 178 71	600
110 ЖК +22	НС1 НС2 ОК ПЛ	В Ю В -	3,8×3 4,8х3 1,8×1,5 3,3х4,2	11,4 14,4 2,7 13,86	0,95 0,95 1,87 0,21	1 1 1 0,7	35	1,1 1 1,1 1	417 527 194 71	1209

2.2 Тепловой баланс помещений.

                В жилых и общественных зданиях с вытяжной вентиляцией расход теплоты на нагревание инфельтрующего воздуха определяется:

Q_инф= 0,28*L*p*c(t_в-t_н)

L - расход воздуха в размере 3м² на 1 кв/м пола

Р – плотность воздуха

С – удельная теплоёмкость

В общественных и административных зданиях зимой когда работает система центрального отопления возможна также теплопоступления от людей, солнечной радиации, освещения и работающего электрооборудования, так и дополнительные затраты на нагревание материалов, одежды и прочего. Эти составляющие теплового баланса учитывают при проектирование вентиляции и кондиционирования.

При проектирование отопления жилого здания Согласно СНиП, учет дополнительных бытовых теплопоступлений в комнатах и кухне нормируется величиной:

Q_быт = 10/17Вт на м²

Расчёт сводится в таблицу №2^.

 

 

 

                          Таблица №2. Расчёт теплопотерь помещения

№ Пом	Fпола	∑Qогр	Qинф	Qбыт	Qпом
101	17,47	1255	719	175	1799
102	10,26	429	362	103	688
103	10,26	420	362	103	679
104	11,35	1213	467	113	1567
105	12,6	1082	519	126	1475
106	15,4	631	579	154	1056
107	9,1	424	321	91	654
108	9,1	424	321	91	654

109	15,05	600	566	150	1016
110	13,86	1209	570	139	1640
201	17,47	1165	719	175	1709
202	10,26	384	362	103	643
203	10,26	375	362	103	694
204	11,35	1155	467	113	1509
205	12,6	1017	519	126	1410
206	15,4	559	579	154	984
207	9,1	384	321	91	614
208	9,1	384	321	91	614
209	15,05	529	566	150	945
210	13,86	1138	570	139	1569

301	17,48	1172	719	175	1716
302	10,26	388	362	103	647
303	10,26	379	362	103	638
304	11,35	1159	467	113	1513
305	12,6	1022	519	126	1415
306	15,4	565	579	154	990
307	9,1	387	321	91	617
308	9,1	387	321	91	617
309	15,05	535	566	150	951
310	13,86	1143	570	139	1574

 

3. Расчёт и подбор отопительных приборов.

     Расчет отопительных приборов заключается в определении площади поверхности и соответствующего типа размера отопительного прибора в каждом из помещении. Требуемая площадь поверхности отопительного прибора расписывается по формуле:

                                                                  F_пр*β₁*β₂

Q_пр– требуемое кол-во теплоты подаваемое в отапливаемое помещение, Вт,

Gпр – Расчётная плотность теплового потока Вт/м²

β₁ -   коэффициент, определяющий шаг ряда отопительных приборов.

β₂–коэффициент, определяющий установку отопительного прибора.

Расчётная плотность теплового потока определяется по формуле:

                                                    G_пр = G_ном×()¹⁺ⁿ×()^p×C

Gном – номинальная плотность теплвого потолка отопительного прибора,Вт/м², опредеделяется по справочным данным.

ncp – коэффициенты, определяются по справочным данным.

Δtср =  - t_в

t_{r ,} t_{0 –} температура теплоносителя подающей и обратной магистралях.

G – расход воды через отопительный прибор определяемый по формуле:

G =

C_в – удельная теплоёмкость воды = 4,187

Расчётной площади  F_пр подбирается соответствующий тип размер отопительного прибора. Если к установке приняты чугунные или алюминиевые секционные радиаторы, то количество секций определяется:

N =

_сек– площадь одной секции радиатора, м² , принимается по справочным или паспортным данным.

Β₃ – коэффициент учитывающий число секций.

Β₄ – коэффициент учёта способа установки радиатора в помещении.

Расчёт сведён в таблицу №3.

                Таблица №3. Расчёт и подбор отопительных приборов.

№ Пом	Qном	t	Δt	Qпр Вт/м2	β 1	β 2	β 3	β 4	Fпр	Nр	Nсек
101	1799	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	3,11	13
102	688	18	64,5	667,7	1,02	1,02	1	1,05	1,07	4
103	679	18	64,5	667,7	1,02	1,02	1	1,05	1,05	4
104	1567	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	2,71	12
105	1475	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	2,55	11	5+6
106	1056	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,75	7
107	654	18	64,5	667,7	1,02	1,02	1	1,05	1,02	4
108	654	18	64,5	667,7	1,02	1,02	1	1,05	1,02	4
109	1016	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,69	7
110	1640	22	62,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	2,84	12

201	3295	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	5,71	24	12+12
202	1304	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,17	9
203	1501	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,50	10
204	1506	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,50	10
205	1342	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,23	9
206	3370	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	5,84	24	12+12
207	943	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,57	6
208	969	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,61	7
209	5183	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	8,98	38	17+17
210	1371	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,28	9
301	1716	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	2,97	13
302	647	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,01	4
303	638	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	1,00	4

310	1513	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,62	11
307	1415	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,45	10	5+5
306	990	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	1,64	7
307	17	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	0,96	4
308	617	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	0,96	4
309	951	22	60,5	600,3	1,02	1,02	1	1,05	1,58	2
310	1574	20	62,5	625,7	1,02	1,02	1	1,05	2,72	12

4. Конструирование и расчёт системы отопления.

4.1. Проектноерешение.

Конструирование системы отопления включает:

·        Размещение отопительных приборов;

·        Размещение стояков;

·        Трассировку магистральных трубопроводов и присоединения их к ИТП.

В данном курсовом проекте принята однотрубная система с нижней разводкой , П – образными стояками.

Отопительные приборы установлены открыто у наружных стен, первую очередь под оконными проемами на расстоянии не менее 60 мм от чистого пола и 25 миллиметров от поверхности стены. На лестничных клетках отопительный прибор устанавливается в нижней части около входной двери, за тамбуром. Подводки к отопительным приборам прокладываются открыто, на подающей подводке предусматриваются регулирующие краны, отопительные приборы верхнего этажа оборудованы краном Маевского.

Стояки расположены открыто на расстоянии 20 мм от стены и 200 мм от откоса окна. В угловых помещениях рекомендуется размещать стояки в углах, образуемых наружными стенами. На лестничных клетках устанавливаются отдельные стояки с присоединением отопительных приборов по проточно – нерегулируемой схеме. На каждом стояке в нижней части устанавливаются проходные краны и тройники со сливными кранами.

Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам подвала на кронштейнах расстоянии не менее 100 мм от стены и 0,7 м от потолка. Участки магистральных труб и стояков в пределах подвала покрываются тепловой изоляцией. Схема движения теплоносителя тупиковая. На ветвях магистральных труб устанавливаются задвижки или вентиля, и спускные краны в нижних точках, вблизи ИТП. Магистральные трубы прокладываются с уклоном 0,300 , обеспечивающим удаление воздуха и опорожнение системы.

Индивидуальный тепловой пункт располагается в подвале здания. Узел управления системой отопления размещают таким образом, чтобы обеспечивалось минимальное число поворотов труб.

4.2 Гидравлический расчёт системы отопления.

Целью расчета системы водяного отопленияявляется определение диаметров труб на всех участках системы обеспечивающих подвод к каждому отопительному прибору требуемого количества теплоносителя. При этом гидравлическое сопротивление системы отопления должно быть согласовано с располагаемым циркуляционным давлением.

      Гидравлический расчёт системы отопления выполняется по аксонометрической схеме. На схеме определяют положение циркуляционного кольца, оно проходит через самый удалённый стояк.

Последовательность расчёта:

1.     Определяется расчётное циркуляционное давление

ΔРрц = ΔРсо  + ΔРе + ΔРтр

Где, ΔРсо– давление на вводе, Па

     ΔРе– естественное циркуляционное давление

                                                               ΔРе= h×g×(po - pг)

h – геометрическая высота от центра от центра теплового узла до центра отопительного прибора верхнего этажа.

g – ускорение свободного падения

po–pг  - разность плотностей обратной и горячей воды

ΔРтр– насосное давление в кольце. = 100×∑ℓ

2.     Производится разбивка ГЦК на расчётные участки. При этом на полках выносках указывается номер и его тепловая нагрузка и длина.

3.     Рассчитывается суммарная длина всех участков и определяется среднее значение потерь давление по формуле:

Rср = Па/м

4.     Определяются расходы воды на расходных участках.

G = ×β₁×β₂

5.     Для каждого участка подбираются диаметры труб по таблице гидравлического расчёта, ориентируясь по R_ср и G, при этом при этом в расчётную таблицу записываются соответствующие значения скорости W и удельные потери давления на кране K.

6.     Определяются потери давления на трение R×ℓи в местных сопротивлениях Z.

                       Z = ∑×p

∑ - коэффициенты местных сопротивлений

Гидравлический расчёт сведён в таблицу 4.

ΔP_рц = 5400 + 2131,5 + 16960 = 24491,5

ΔPср =  = 72,2 П/а

Таблица 4. Гидравлический расчёт системы отопления.

№уч	Qуч	Gуч	ℓуч	D,М	R, Па/м	R×ℓ	∑	W	Z	Rℓ+Z

                                               Спецификация

Поз	Обозначение	Наименование	Кол	Масс	Примеч
1	М – 140 - 98	Радиатор чугунный		-	Шт
		секционный
2	15кч 18п	Вентиль муфтовый
		Вентиль фланцевый
		Задвижка чугунная
		Кран трёхходовой Ø15
	ГОСТ 3262	Трубы водогазопроводные Ø15			ПМ
		Ø25
		Ø32
	ГОСТ 10704	Трубы стальные электросварные Ø50
		Ø50

 

 

Список литературы

1)Сканави А.Н. Отопление.Учебник для техникумов 2-е издание.

2)Справочник проектировщика,внутренние санитарно-технические устройства в трех частях.

3)СНиП 41-01-2003.Отопление,вентиляция и кондиционирование.М.:ФГУП ИПП,2004.

4)СНиП 23-01-99.Строительная климатология(с изменениями №1)М.:ГУП ИПП,2003.

5) ГОСТ 30494-96.Здания жилые и общественные.Параметры микроклимата в помещениях М.:ГУП ИПП,1996