| Опалення та вентиляція громадянського будинку г Воронежа[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.
скачати
Федеральне агентство з освіти (Рособразование) Архангельський державний технічний університет Кафедра промислової теплоенергетики Курсова робота З дисципліни: "Енергетичні системи забезпечення життєдіяльності" На тему: "Опалення та вентиляція громадянського будинку м. Воронежа" Чирков Дмитро Валентинович курс III група ОСП Архангельськ 2008 Зміст 1. Завдання 2. Теплотехнічний розрахунок 3. Розрахунок тепловтрат опалювальних приміщень 4. Розрахунок нагрівальних приладів 5. Розрахунок котлів і допоміжного обладнання 6. Розрахунок приміщення вбудованої котельні 7. Гідравлічний розрахунок двотрубної водяної системи опалення 8. Розрахунок системи вентиляції 9. Використані джерела 
2. Теплотехнічний розрахунок Визначення оптимальних огороджувальних конструкцій і визначення загального термічного опору огороджувальних конструкцій. Необхідну термічний опір теплопередачі  , (М 2 · К) / Вт, де  - Розрахункова температура повітря в приміщенні, знаходимо за таблицею 1,4 [1], о С;  - Розрахункова температура зовнішнього повітря, знаходимо за таблицею 1,3 [1], о С;  - Коефіцієнт, що враховує характер омивання огорожі зовнішнім повітрям [1];  - Коефіцієнт тепловіддачі від повітря приміщення до внутрішньої поверхні зовнішнього огородження [2], Вт / (м 2 · К)  - Нормований перепад температур [3], про С. Визначаються градусо-добу опалювального періоду  , де  - Середня температура опалювального періоду (таблиця 1,3 [1]), о С;  - Тривалість опалювального періоду (таблиця 1,3 [1]), діб. Приведений опір теплопередачі для стін  (М 2 · К) / Вт; для горищних перекриттів  , (М 2 · К) / Вт; для вікон  , (М 2 · К) / Вт; Як розрахунковий необхідного термічного опору  приймається найбільше з двох значень  і  . Визначається мінімально допустима товщина теплової ізоляції  , М де  - Коефіцієнт теплопровідності матеріалу ізоляції, Вт / (м · К);  - Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні огородження до зовнішньому середовищу (таблиця 1.5 [1]), Вт / (м 2 · К);  - Товщина матеріального шару (таблиця 1.14 [1]), м;  - Коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару (таблиця 1.1 [1]), Вт / (м · К) Фактичне термічний опір  , (М 2 · К) / Вт. Вихідні дані Внутрішня температура повітря для більшості приміщень  о С. Розрахункова температура зовнішнього повітря для м. Воронеж  о С. Середня температура опалювального періоду  о С. Тривалість опалювального періоду  на добу. Розрахунок стін Коефіцієнт тепловіддачі від повітря приміщення до внутрішньої поверхні зовнішнього огородження  Вт / (м 2 · К). Нормований перепад температур  о С, за умовою прийняти не більше 7 о С, отже, приймаємо  о С Коефіцієнт, що враховує характер омивання огорожі зовнішнім повітрям для зовнішніх стін  . Необхідну термічний опір теплопередачі  (М 2 · К) / Вт; Градусо-добу опалювального періоду  ; Приведений опір теплопередачі  (М 2 · К) / Вт; Як розрахунковий термічного опору приймаємо  (М 2 · К) / Вт. Приймаються наступну конструкцію стіни 
Малюнок 1. Розріз стіни В якості теплоізоляційного матеріалу приймаємо пінополіуретан з коефіцієнтом теплопровідності  Вт / (м · К) (таблиця 1.4.2 [2]). Для м. Воронеж при нормальному влажностном режимі приміщень група умов експлуатації огороджень А (таблиця 1,2 [1]). Коефіцієнт теплопровідності для звичайної глиняної цегли Вт / (м · К) (таблиця 1.1 [1]). Коефіцієнт теплопровідності для штукатурки з цементно-піщаного розчину  Вт / (м · К) (таблиця 1.1 [1]). Мінімально допустима товщина теплової ізоляції  м. Приймаються стандартну товщину теплоізоляційного матеріалу  м. Фактичне термічний опір  (М 2 · К) / Вт. Розрахунок перекриття Коефіцієнт тепловіддачі від повітря приміщення до внутрішньої поверхні зовнішнього огородження Вт / (м 2 · К). Нормований перепад температур  о С, за умовою прийняти не більше 6 о С, отже, приймаємо  о С Коефіцієнт, що враховує характер омивання огорожі зовнішнім повітрям  . Необхідну термічний опір теплопередачі  (М 2 · К) / Вт; Градусо-добу опалювального періоду ; Приведений опір теплопередачі  (М 2 · К) / Вт; Як розрахунковий термічного опору приймаємо  (М 2 · К) / Вт. Приймаються наступну конструкцію перекриття 
Малюнок 3. Перекриття В якості теплоізоляційного матеріалу приймаємо утеплювач-мінералватная плита з коефіцієнтом теплопровідності  Вт / (м · К) (таблиця 1.15 [1]). Теплопровідності матеріалів: Покриття руберойд: δ з = 6мм;  Вт / (м · К) (таблиця 1.1 [1]). Залізобетонна стяжка: δ з = 30мм;  Вт / (м · К). Пароізоляційний шар з пергаміну: δ з = 2мм;  Вт / (м · К) Залізобетонне перекриття: δ з = 140мм;  Вт / (м · К) Мінімально допустима товщина теплової ізоляції  м. Приймаємо, стандартну товщину теплоізоляційного матеріалу  0,06 м. Фактичне термічний опір  (М 2 · К) / Вт. Розрахунок вікон Градусо-добу опалювального періоду ; Приведений опір теплопередачі  (М 2 · К) / Вт; По таблиці 1.4.4 [2] вибираємо подвійне скління в спарених палітурках:  (М 2 · К) / Вт. Перевірка зовнішніх огороджень на конденсацію вологи Температура внутрішньої поверхні огородження обчислюється за формулою  , де   о С. За I - d діаграмі вологого повітря визначаємо температуру точки роси  о С, при відносній вологості 50%. Отже,  конденсації вологи відбуватися не буде. 3. Розрахунок тепловтрат опалювальних приміщень Тепловтрати розраховуються з метою оптимального розрахунку і конструювання системи опалення. Теплові втрати поділяються на основні і додаткові. Основні тепловтрати  , Вт де  - Коефіцієнт теплопередачі огородження, Вт / (м 2 · К);  - Поверхня огородження визначається за правилами лінійного обміру, м 2; Для воріт і зовнішніх дверей замість  підставляється різниця коефіцієнтів теплопередачі вікна і стіни (або зовнішніх дверей і стіни). По таблиці 1,16 [1] знаходимо: зовнішні одинарні ворота приймаємо: к = 4,65 Вт / (м 2 · К). Зовнішні двері: до = 4,65 Вт / (м 2 · К). Для зовнішніх стін  Вт / (м 2 · К); Для перекриття  Вт / (м 2 · К); Для вікон  Вт / (м 2 · К). Додаткові тепловтрати 1. На орієнтацію огороджень у відношенні сторін світла  Малюнок 5. Поправка на орієнтацію огороджень у відношенні країн світу 2. На обдування огорожі вітром залежить від швидкості вітру за 3 найбільш холодних місяця і від того захищено або незахищені огорожу чи ні. По таблиці 1.3 [1] знаходимо для м. Воронеж середня швидкість вітру 5,4 м / с. Для захищених огороджень розмір добавки 10%. 3. На кутові приміщення розмір добавки 5%. 4. Залежно від конструкції зовнішнього входу: для одиночних дверей β = 0,65 H Визначення тепловтрат через підлоги, розташовані на грунті Площа поверху розбивається на зони. Зона - смуга 2 м, паралельно зовнішніх стін. Для кожної зони встановлено своє термічний опір. Для неутеплених підлог термічний опір зон:  (М 2 · К) / Вт;  (М 2 · К) / Вт;  (М 2 · К) / Вт;  (М 2 · К) / Вт. Таблиця 1. Розрахунок тепловтрат № опалю-ваем-го примі-щення | Наймену-вання приміщення і t в, о С | Випро-нова-ня огороджувальні-дення | Орієн-тація огороджувальні-дення | Розміри огорожі, м. | Пло-лених огороджувальні-дення, м 2 | Розрахунок-ва раз-ність темпі-ратури t в-t н, о С | К, Вт / (м 2 ∙ º С) | Q осн, Вт | Добавки,% | Q доб Вт | Q заг Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Стра-ни світла | Ве-тер | Дру-Гії |
|
| 101 | Архів +18 | НС | Ю | 2,2 * 4,5 | 9,9 | 50 | 0,43 | 213 | 0 | 10 | 5 | 32 | 245 |
|
| ДО | Ю | 1,5 | 1,8 | 2,7 | 50 | 2,63 | 447 | 0 | 10 | 5 | 67 | 514 |
|
| Пт | - | 2,2 | 1,0 | 2,2 | 50 | 0,28 | 31 | - | - | - | - | 31 |
|
| Пл | I зона | 2,2 | 1,0 | 2,2 | 50 | 1 / 2,15 | 51 | - | - | - | - | 51 | 102 | Склад | 14 | Пт | - | 3,0 | 2,2 | 6,6 | 52 | 0,28 | 96 | - | - | - | - | 96 |
|
|
| Пл | I зона | 0,9 | 2,2 | 1,98 | 52 | 1 / 2,15 | 48 | - | - | - | - | 48 |
|
|
|
| II зона | 2 | 2,2 | 4,4 | 52 | 1 / 4,3 | 53 | - | - | - | - | 53 |
|
|
|
|
| III зона | 0,2 | 2,2 | 0,44 | 52 | 1 / 8,6 | 3 | - | - | - | - | 3 |
|
|
| НД | З | 0,9 | 2,2 | 1,98 | 4 | 2,91 | 23 | - | - | - | - | 23 |
|
|
| ДО | З | 10 * (1,5 * 1,8) | 27 | 54 | 2,63 | 3835 | 10 | 10 | 5 | 959 | 4794 |
|
|
| ДО | У | 4 * (1,5 * 1,8) | 10,8 | 54 | 2,63 | 1534 | 10 | 10 | 5 | 384 | 1918 |
|
|
| У | Ю | 5 * (3,6 * 3) | 54 | 54 | 4,65 | 13559 | 0 | 10 | 5 | 2034 | 15593 |
|
|
| Пт | - | 2 * (24 * 9) | 432 | 54 | 0,28 | 6532 | - | - | - | - | 6532 |
|
|
| Пл | I зона | 2 * (23 * 2 +17,6) | 127,2 | 54 | 1 / 2,15 | 3195 | - | - | - | - | 3195 |
|
|
|
| II зона | 2 * (21 * 2 +9,3) | 102,6 | 54 | 1 / 4,3 | 544 | - | - | - | - | 544 |
|
|
|
| III зона | 2 * (19 * 2 +5,3) | 86,6 | 54 | 1 / 8,6 | 1288 | - | - | - | - | 1288 |
|
|
|
| IV зона | 17,6 * 5,3 | 90,1 | 54 | 1 / 14,3 | 340 | - | - | - | - | 340 |
4. Розрахунок нагрівальних приладів Розрахунок нагрівальних приладів зводиться до визначення поверхні нагрівання нагрівального приладу за формулою  , М 2, де  - Необхідна тепловіддача приладу, Вт;  - Коефіцієнт теплопередачі приладу визначаємо по [3], Вт / (м 2 · о С);  - Середня температура теплоносія в приладі, о С;  - Температура теплоносія на вході в нагрівальний прилад, о С;  - Температура теплоносія на виході з нагрівального приладу, о С;  - Коефіцієнт, що враховує охолодження води в трубах. Визначаємо за таблицею III .20 [1] для двотрубних систем з нижнім розведенням;  - Коефіцієнт, що враховує спосіб установки нагрівального приладу. Визначаємо за таблицею III .21 [1];  - Коефіцієнт, що враховує число секцій в радіаторі визначаємо за таблицею III .24 [1]. Для секційних радіаторів число секцій у нагрівальному приладі  , де  - Поверхню однієї секції, м 2. Визначається фактична тепловіддача приладу  , Вт де  - Прийнята кількість секцій у нагрівальному приладі, шт. Розбіжність між прийнятою і фактичної тепловіддачею  . Допустиме розходження  % В якості необхідної тепловіддачі приладу приймаємо загальні тепловтрати приміщення. Для двотрубної системи приймаємо Температура теплоносія на вході в нагрівальний прилад  о С; Температура теплоносія на виході з нагрівального приладу  о С;  о С. По таблиці III .7 [1] визначаємо для чавунних радіаторів М-140 поверхню однієї секції  м 2. Таблиця 2. Розрахунок нагрівальних приладів № примі щень | Наи мено вання примі вання і внут рішня темпі ратура t в,, о С | Темпе ратура Теплон носія t пр = (t г + t о) / 2, о С | Рас парний перепад темпі ратури, t пр - t в, о С | Рас парна теплове навантаження на прилади, Вт | Коеф фициент тепло передачі нагріву ного приладу до пр, Вт / (м 2. О С) | Поправочний коефіцієнт на охолодження води в трубах | Поверх ність нагріву приладів F пр, М 2 | Колі кість нагрівання вательная приладів та секцій в приладах, шт. | Поправоч ний коеф фициент на число секцій b 3 | Прини маєме коли кість приладів і секцій | Фактична теплове навантаження на прилад, Вт | Розбіжність між розрахунковою і фактичною тепловим навантаженням приладу,% |
|
|
|
|
|
| Вчить охоло-дення води в трубах β 1 | Вчить спосіб уста-новки прила-ра β 2 |
|
|
|
|
|
| 101 | 12 | 82,5 | 70,5 | 841 | 9,9 | 1,05 | 1 | 1,265 | 4,980315 | 1 | 1 * 5 | 886 | 5,1 | 102 | 14 | 82,5 | 68,5 | 200 | 9,6 | 1,05 | 1 | 0,319 | 1,255906 | 0,96 | 1 * 2 | 224 | 10,7 | 103 | 16 | 82,5 | 66,5 |
| 166 | 9,6 | 1,05 | 1 | 0,273 | 1,074803 | 0,96 | 1 * 1 | 162 | -2,4 | 104 | 18 | 82,5 | 64,5 | 1171 | 9,6 | 1,05 | 1 | 1,986 | 7,819 | 1,01 | 1 * 8 | 1258 | 6,9 | 105 | 18 | 82,5 | 64,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 106 | 16 | 82,5 | 66,5 | 2976 | 9,6 | 1,05 | 1 | 4,895 | 19,27165 | 1,03 | 2 * 10 | 3243 | 8,2 | 107 | 16 | 82,5 | 66,5 | 1805 | 9,6 | 1,05 | 1 | 2,969 | 11,68898 | 1,02 | 1 * 12 | 1946 | 7,2 | 108 | 16 | 82,5 | 66,5 | 1347 | 9,6 | 1,05 | 1 | 2,215 | 8,720472 | 1,01 | 1 * 9 | 1459 | 7,7 | 109 | 14 | 82,5 | 68,5 | 1041 | 9,6 | 1,05 | 1 | 1,662 | 6,543307 | 1 | 1 * 7 | 1169 | 11 | 110 | 16 | 82,5 | 66,5 | 289 | 9,6 | 1,05 | 1 | 0,475 | 1,870079 | 0,96 | 1 * 2 | 324 | 10,9 | 111 | 25 | 82,5 | 57,5 | 1809 | 9,2 | 1,05 | 1 | 3,591 | 14,1378 | 1,01 | 1 * 14 | 1881 | 3,8 | 112 | 23 | 82,5 | 59,5 | 4288 | 9,2 | 1,05 | 1 | 8,225 | 32,38189 | 1,03 | 3 * 11 | 4588 | 6,5 | 113 | 16 | 82,5 | 66,5 | 42975 | 9,6 | 1,05 | 1 | 70,683 | 278,2795 | 1,03 | 12 * 20 2 * 19 | 45079 | 4,7 |
5. Розрахунок котлів і допоміжного обладнання Сумарна поверхня нагріву котлів визначається за формулою [1]  , М 2 де  - Коефіцієнт запасу на продуктивні втрати тепла при нижній розводці трубопроводів;  - Розрахункова кількість тепла, ккал / год;  - Теплову напругу поверхні нагрівання, ккал / (м 2 · год). В якості розрахункової кількості тепла приймаємо сумарні тепловтрати всієї будівлі  . По таблиці V .13 визначаємо теплову напругу поверхні нагрівання. Для котлів типу КЧМ-2 при спалюванні сортованого антрациту:  ккал / (м 2 · год).  м 2 По таблиці V .2 приймаємо 2 чавунних котла КЧМ-2. Поверхня нагріву кожного котла 4,23 м 2, максимальна теплопродуктивність при спалюванні сортованого антрациту 45000 ккал / ч. Розрахунок димової труби. Площа поперечного перерізу вихідного отвору димової труби  , См 2, де  - Теплове навантаження котельні, ккал / год; - Висота труби від рівня колосникових грат до верху оголовка труби, м.  см 2. Приймаються цегляну димову трубу з розмірами в цеглі  , Площа перетину вихідного отвору 729 см 2. Площа перерізу кабана  , См 2 де  - Теплопродуктивність котлів, що обслуговуються розрахунковим ділянкою кабана, ккал / ч. Діаметр кабана  . Площа перерізу і діаметр кабана на ділянці котел - загальний борів  см 2,  см. Підбір розширювального бака Розширювальні баки призначені для вміщення надлишкового об'єму води при її температурній розширенні в системі водяного опалення. Ємність розширювального бака визначається за формулою  , Л де  - Об'єм води в елементах системи опалення. Для перепаду температур води в системі 95-70 о С  л.  л. Приймаються стандартний розширювальний бак марки 1Е010 з корисною ємністю 67 л. Розміри бака D × H = 645 × 710 мм. 6. Розрахунок приміщення вбудованої котельні Часовий витрата палива  , Кг де - Витрата тепла, ккал / год;  - Середня нижча теплота згоряння палива ккал / кг;  - Ккд котельної установки [1]. По таблиці V .23 [1] для антрациту знаходимо  ккал / кг.  кг. Площа складу для твердого палива на місячний запас  , М 2, де  - Об'ємна маса палива, яка приймається за таблицею V .23 [1], кг / м 3;  - Висота штабеля в залежності від роду палива, м. Для антрациту  кг / м 3,  м.  м 2. Витрата твердого палива за опалювальний період  , Т де  - Коефіцієнт, що враховує непродуктивні втрати тепла;  - Тепловтрати будівлі, ккал / год;  - Середня внутрішня температура опалювальних приміщень, о С;  т. Обсяг повітря для дуття  , М 3 / год де  - Коефіцієнт, надлишку повітря в топці;  - Температура повітря під стелею котельні приймається 20 о С;  - Барометричний тиск приймаємо 745 мм рт. ст. ;  - Теоретичний об'єм повітря необхідного для згоряння  м 3 / год 7. Гідравлічний розрахунок двотрубної водяної системи опалення Метою гідравлічного розрахунку є: 1. Визначення оптимальних діаметрів трубопроводів; 2. Визначення втрат тиску в системі. Для проведення гідравлічного розрахунку викреслюється аксонометричних схем системи опалення з нанесенням усіх елементів системи. Спочатку вибирається розрахункове циркуляційний кільце найбільш протяжна і навантажене. Розрахункове кільце розбивається на розрахункові ділянки - трубопроводи постійного перерізу з постійною витратою середовища. Визначається теплове навантаження ділянки, під якою розуміється фактична тепловіддача приладів, що обслуговуються даною ділянкою. Визначається витрата середовища на ділянці  , Кг / год, де  - Теплове навантаження ділянки, Вт;  кДж / (кг · К) - теплоємність води; Діаметри трубопроводу на ділянці  , Швидкості руху води  , Втрати тиску від тертя на 1 м труби  визначаються за таблицею III .60 [1]. Втрати тиску від тертя  , Кгс / м 2 де  - Довжина розрахункової ділянки, м. - Втрати тиску від тертя на 1 м труби, кгс / м 2; Значення місцевих опорів на ділянці визначаються за таблицею III .65 [1]. Втрати тиску на місцеві опори  , де  - Сума місцевих опорів ділянки;  - Швидкісне тиск визначається за таблицею III .61 при  , Кгс / м 2; Втрати тиску по ділянках:  , Порівнюємо отримані втрати з розташовуваним тиском. При цьому втрати повинні складати ≈ 0,9 Р роз. Р роз = Р н + БР е Р е - природний тиск, що виникає за рахунок охолодження води в нагрівальних приладах, Па; Р н - тиск створюється насосом. Б - коефіцієнт враховує роботу системи опалення протягом опалювального сезону. Для двотрубних систем Б = 0,5-0,7. Природне тиск виникає за рахунок охолодження води в нагрівальних приладах  , Па де h 1 - різниця висот між центром нагрівального приладу і центром котла, м  - Щільності гарячої й зворотної води, кг / м 3. По таблиці 11 додатка [4] знаходимо при 95 о С  кг / м 3; при 70 о С  кг / м 3; Для гаража  Па.  Па. Розрахунок місцевих опорів зводимо в таблицю. Таблиця - Розрахунок місцевих опорів № ділянки | Характер опору | Чисельне значення | Разом по ділянці | 1 | 0,5 радіатора | 0,6 | 3,6 |
| Трійник на противоток | 3 |
| 2 | Відведення на 90 про | 0,3 | 1,3 |
| Трійник безпосередньо проходять | 1 |
| 3 | Відведення на 90 про | 0,3 | 1,3 |
| Трійник на прямий прохід | 1 |
| 4 | Трійник на прямий прохід | 1 | 1 | 5 | Трійник на прямий прохід | 1 | 1 | 6 | Трійник на прямий прохід | 1 | 1 | 7 | Трійник на прямий прохід | 1 | 1 | 8 | Засувка | 0,5 | 3,5 |
| Хрестовина на поворот | 3 |
| 9 | Чотири відведення під 90 про | 4 * 0,3 | 7,5 | 10 | Трійник на прохід з поворотом | 1,5 | 3,55 |
| Відведення на 90 про | 0,3 |
|
| Засувка | 0,5 |
|
| Полкотла | 1,25 |
| 11 | Трійник на противоток | 3 | 5,05 |
| Відведення на 90 про | 0,3 |
|
| Засувка | 0,5 |
|
| Полкотла | 1,25 |
| 12 | - | - | - | 13 | Засувка | 0,5 | 3,5 |
| Хрестовина на прохід з поворотом | 3 |
| 14 | Трійник на прохід | 1 | 1 | 15 | Трійник на прохід | 1 | 1 | 16 | Трійник на прохід | 1 | 1 | 17 | Трійник на прохід | 1 | 1 | 18 | Відведення на 90 про | 0,3 | 1,3 |
| Трійник на прохід | 1 |
| 19 | Відведення на 90 про | 0,5 | 1,5 |
| Трійник на прохід | 1 |
| 20 | 0,5 радіатора | 0,6 |
2,6 |
| Трійник на прохід з поворотом | 1,5 |
|
| Засувка | 0,5 |
| 21 | Трійник на противоток | 3 | 3,6 |
| Полрадіатора | 0,6 |
| 22 | Трійник на прохід з поворотом | 1,5 | 1,5 | 23 | Трійник на прямий прохід | 1 | 1 | 24 | Засувка | 0,5 | 3,5 |
| Хрестовина на прохід з поворотом | 3 |
| 25 | Чотири відведення під 90 про | 4 * 0,3 | 1,2 | 26 | Трійник на прохід з поворотом | 1,5 | 3,55 |
| Відведення під 90 | 0,3 |
|
|