Дипломная (вкр): Проектирование системы отопления многоквартирного дома в городе Бабаево

Термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении Г - Г с равнопо данным СП 23-101-04.

Термическое сопротивление слоя железобетона в сечении Г - Г с:

. (2.17)

Затем определяем величину:

Полное термическое сопротивление железобетонной конструкции плиты определится по уравнению:

. (2.18)

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4).

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитывается по следующей формуле (2.8).

При αint=8,7Вт/м2•оС,αext=12Вт/м2•оС, δстяж.=0,04 м,δкер.грав.=0,05 м, R5=0,183м2•оС/Вт вычисляем действительное значение термического сопротивления теплопередач:

.

.

Вычисляем значения коэффициента теплопередачи по формуле(2.10).

3. Расчет тепловых потерь ограждающих конструкций здания

.1 Общие положения

Для проектирования системы отопления жилого дома первоначально необходимо определить мощность системы отопления, необходимой для восполнения тепловых потерь через ограждающие конструкции.

Поэтому на первом этапе необходимо произвести расчет тепловых потерь ограждающих конструкций здания.

Руководствуясь [прил. 9, 2], находим тепловые потери здания, как сумму потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции или их части. Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт для помещений по формуле:

,, (3.1)

где к - коэффициент теплопроводности наружного ограждения, Вт/(м2*оС);

F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

tвн - расчетная температура внутреннего воздуха, оС;

text-расчетная температура наружного воздуха, оС;

β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с [прил. 9, 2];

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по [1].

3.2 Расчёт расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений

Через неплотности наружных ограждений в помещение поступает холодный воздух. Частично воздух нагревается за счет охлаждения помещения и уходит в систему вентиляции.

Детальный расчет тепловых потерь на нагрев инфильтрующегося воздуха ведется в соответствии с [прил. 5, 2]. Расход теплотына нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле:

,, (3.2)

где L - расход удаляемого воздуха, м3/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений;

ρвн - плотность воздуха в помещении, рассчитывается по формуле:

,, (3.3)

с -удельная теплоемкость воздуха равна 1,49 кДж/(кгоС).

.3 Тепловые потери помещений

При расчете потерь теплоты через ограждающие конструкции площадь отдельных ограждений должна вычисляться с соблюдением правил обмера наружных ограждений. Эти правила учитывают сложность процесса теплопередачи через элементы ограждения и предусматривают условные увеличения и уменьшения площадей, когда фактические теплопотери могут быть соответственно больше или меньше тепловых потерь, полученных по вышеуказанным формулам. Расчетные тепловые потери отдельного помещения определяются в соответствии с выражением (3.4).

,. (3.4)

Вспомогательные помещения (коридоры, ванные комнаты и тому подобное), как правило, расположены внутри квартиры и не имеют наружных стен - поэтому их тепловые потери вычисляют только для пола первого этажа этих помещений и потолка верхнего этажа и делят эти теплопотери между помещениями, которые сообщаются с данными вспомогательными помещениями.

Наружная стена лестничных клеток обычно принимается то же конструкции, что и в квартирах. Потолок лестничной клетки является конструктивно продолжением чердачного перекрытия. Пол лестничной клетки, как правило, по конструкции является железобетонной плитой, поэтому коэффициент теплопередачи значительно выше, чем для пола квартирных помещений. Добавочными являются теплопотери на открывание дверей.

Предварительно производится расчет сопротивления теплопередачи слоистых ограждающих конструкций, определение температур на внутренней поверхности стен и в углах. В качестве исходных данных задаются общие данные по объекту и данные по каждому ограждению помещений.

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо должно быть не менее требуемого значения Rотреб. Rотреб принимается равной большему значению одной из двух величин: сопротивления Rсгтреб, определяемого исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (3.5) и сопротивления Rэнтреб, принимаемого по условиям энергосбережения по таблице 1 в зависимости от градусо-суток (ГСОП), вычисляемых по формуле (3.6).. (3.5)

, (3.6)

где tвн - расчетная температура внутреннего воздуха, 0С;н.о - расчетная температура наружного воздуха, 0С;- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наруж-ной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; для наружных стен и покрытий n = 1,0; для чердачных перекрытий n = 0,9; для перекрытий над неотапливаемыми подвалами n = 0,6;

авн- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, авн= с*7,5;

с- коэффициент, учитывающий единицы измерения тепловой мощности Q, в кДж/ч - с = 1,163;н- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;от.п, zот.п - средняя температура 0С, и продолжительность, сут, отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80С.

Определяем сопротивление требуемой теплопередачи по формулам (3.7)-(3.9):

для стен:

 (3.7)

для перекрытий и покрытий над подвалом:

 (3.8)

Таблица 3.1- Фрагмент расчета тепловых потерь ограждающих конструкции помещений

- для чердачных перекрытий:

 (3.9)

Результатом расчета является: основные потери тепла и потери на инфильтрацию через ограждающие конструкции; потери тепла по помещениям; теплопоступления от бытовых приборов для жилых помещений; потери тепла зданием; нагрузки на приборы системы отопления; сопротивления теплопередачи слоистых ограждающих конструкций.

Ниже в таблице 3.1 приведён фрагментрасчёта тепловых потерь. Полностью расчет представлен в приложении 1. Расчет выполнен при помощи программы MicrosoftExcel -2010

4. Расчёт системы отопления

.1 Выбор типа системы отопления и расчетных параметров теплоносителя

В соответствии с техническим заданием в блок секциях жилого дома проектируется однотрубная вертикальная система отопления с верхней разводкой.

Выбор данной системы обоснован несколькими следующими факторами.

Однотрубная система отопления, по сравнению с двухтрубной менее материалоёмка и монтаж однотрубной системы отопления менее трудоёмкий чем монтаж двухтрубной. При проектировании многоквартирных домов подходит любой тип отопления, однако считается, что при использовании однотрубной системы в самый дальний от теплового узла радиатор, будет поступать уже порядком остывший теплоноситель, и в зимний период в доме появиться хоть одна «самая холодная комната». Но в наше время это легко оспаримо, так как тенденция развития различного регулирующего оборудования для систем отопления очень высока и конкурентно способна. При помощи различных регуляторов перепада давления, автоматических и ручных балансировочных клапанах, термостатических клапанов и регулирующей запорной арматуры можно с лёгкостью преодолеть все температурные провалы.[10]

Однотрубные системы напрямую экономят тепло. В случае, когда помещение перегрето, термостат прекращает или уменьшает доступ теплоносителя в прибор. Так теплоноситель попадет в прибор соседнего помещения, и, если это помещение также перегреется, то прикроется и его термостат. Таким образом, из циркуляции исключается излишний теплоноситель. Расход теплоносителя в системе - величина переменная. В режиме «минимум» в однотрубную систему поступает теплоноситель, циркулирующий только по нерегулируемым стоякам (на лестничных клетках, в лифтовых холлах, межквартирных коридорах).

В советское время при масштабных застройках районов и городов использовалась система отопления - однотрубная. Основными ее достоинствами были дешевизна, простота монтажа и сравнительно низкие трудозатраты, что позволяло быстро выполнять план по строительству домов, получая при этом серьезную экономическую выгоду. Однако отсутствие стояка обратной подачи воды или же стояка приема отработанного теплоносителя и стало существенным недостатком однотрубной системы отопления. Однотрубная система отопления нуждается в более высоком давлении в трубах, что, в свою очередь, требует мощного насосного оборудования. В двухтрубных системах, к примеру, теплоноситель зачастую перемещается самотеком.

Таким образом, если сравнивать однотрубные и двухтрубные системы отопления, преимущества первых становятся очевидными, перечислим основные из них:

.        Экономичность и меньшие трудозатраты является основным преимуществом однотрубной системы;

.        В однотрубных реализована возможность регулировать подачу теплоносителя в каждый из радиаторов системы. Это позволяет поддерживать в каждом отдельном помещении необходимую температуру. При этом, теплоотдача каждого радиатора является автономно регулируемой и не связанной с прочими элементами системы;

.        Поскольку в однотрубных системах каждый радиатор является отдельной единицей, которую можно изолировать с помощью запорных клапанов. Правильно выполненный монтаж систем отопления с установкой всех запорных клапанов позволяет производить замену любого из радиаторов без остановки системы.

К недостаткам однотрубной системы отопления можно отнести:

.        Чтобы компенсировать теплопотери теплоносителя в однотрубной системе, необходима качественная регулировка по стоякам и отопительным приборам.

.        Однотрубная характеризуется постепенной потерей рабочего давления в системе. Если монтаж систем отопления двухтрубных выполнен правильно, потери давления будут минимальными. Благодаря этому, появляется возможность использовать в системе менее мощную насосную установку

Таким образом, взвесив все преимущества и недостатки типов отопления систем, мною была выбрана однотрубная вертикальная система отопления.

.2 Конструирование системы отопления

Конструирование системы начинается с расстановки стояков и нагревательных приборов на планах этажей. В большинстве случаев применяют открытую прокладку отопительных труб и их теплоотдачу учитывают при тепловом расчете отопительных приборов. В качестве отопительных приборов приняты биметаллические радиаторы Konnerbimetall- 500.

Радиаторы обычно устанавливаются под окнами, но не по центру окна, а привязывают к стоякам в соответствии с длиной подводок. Радиаторы устанавливают открыто у наружных стен. В лестничных клетках отопительные приборы размещены под лестницей и на расстоянии 2,2 м от промежуточной площадки. При размещении магистралей предусматривают свободный доступ к ним для осмотра, ремонта из замены, а также уклон (рекомендованный - 0,003, минимальный - 0,002) теплового удлинения труб. Количество стояков в одной ветви тупиковой системы не должно превышать 6-8. Присоединение теплопроводов к отопительным приборам может быть одностороннее и разностороннее. В первую очередь на практике применяют одностороннее присоединение. Движение теплоносителя воды в приборах возможно сверху вниз и снизу вверх. Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонты и другие работы во время отопительного сезона. Арматура на магистралях необходима для отключения отдельных частей системы отопления. В проектируемой системе на стояках для обеспечения отключения стояков устанавливаются шаровые краны. Воздух из систем отопления удаляется через воздухоотводчики, установленные на отопительных приборах и в верхних точках трубопроводов. Дренирование теплоносителя из систем отопления предусматривается через шаровые краны, устанавливаемые в нижних точках трубопроводов по ходу движения теплоносителя на подающем трубопроводе после, на обратном трубопроводе до запорной арматуры. Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регулирования и отключения отдельных систем отопления, а также отопительного оборудования. Шаровые краны размещают на главных подающих и обратных магистралях, до и после теплового пункта.