Міністерство освіти і науки РФ
Федеральне агентство з освіти
ГОУ ВПО Череповецький ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інженерно технічний інститут

Кафедра промислової теплоенергетики

Курсова робота
по «Теплогазопостачання та вентиляції»
Варіант № 22
Виконав студент:
Малінін М.С.
Група 5ЕН-32
Прийняв викладач:
Ніконова Є.Л.
Відмітка про залік:
Череповець 2007р

Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджень ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього і внутрішнього повітря ... ... .. 4
1.2 Визначення опорів теплопередачі зовнішніх огороджень. ... 4
2. Теплова потужність системи опалення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.1 Визначення розрахункових теплових втрат через зовнішні огорожі .. 10
2.2 Визначення загальних втрат теплоти з урахуванням інфільтрації і теплопоступленій в приміщення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 17
2.3 Питома опалювальна характеристика будівлі ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .. 20
3. Конструювання системи опалення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
4. Гідравлічний розрахунок системи опалення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
5. Розрахунок опалювальних приладів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .34
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 44

Введення.
Внаслідок особливостей клімату на більшій частині території нашої країни людина проводить у закритих приміщеннях до 80% часу. Для створення нормальних умов його життєдіяльності необхідно підтримувати в цих приміщеннях строго певний тепловий режим.
Тепловий режим у приміщенні, що забезпечується системою опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, визначається в першу чергу теплотехнічними і теплофізичними властивостями огороджувальних конструкцій. У зв'язку з цим високі вимоги пред'являються до вибору конструкції зовнішніх огороджень, які захищають приміщення від складних кліматичних впливів: різкого переохолодження або перегріву, зволоження, промерзання і відтавання, паро-і повітропроникності.
Завданням даного курсового проекту є проектування системи опалення та підбір необхідного обладнання для семиповерхового житлового будинку, що будується в місті Воркута.
У проекті приймаємо найбільш економічну однотрубну проточно-регульовану систему з нижньою розводкою і П-подібними стояками, приєднану до теплової мережі за допомогою елеватора.

1. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджень.
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього і внутрішнього повітря.
· Внутрішні метеорологічні параметри:
Середні розрахункові температури:
Для житлової кімнати t _вн = +20 ^о С
Для кухні t _вн = +18 ^о С
Для санвузлів t _вн = +25 ^о С
Для сходової клітини t _вн = +18 ^о С
· Зовнішні метеорологічні параметри:
Середні розрахункові температури:
Найбільш холодної п'ятиденки t _Н.О. = -41 ^о С
Опалювального періоду t _о.п. = -9.9 ^о С
· Тривалість опалювального періоду n _о = 299 діб.
1.2 Визначення опорів теплопередачі зовнішніх огороджень.
Завдання полягає в тому щоб визначити необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції R ₀ ^тр, м ² _* ⁰ С / Вт, відповідно до вимог СНиП II-3-79 ^* знайти товщину шару утеплювача при обчисленні необхідному опорі теплопередачі, знайти фактичне значення приведеного термічного опору теплопередачі огороджувальної конструкції, і коефіцієнта теплопередачі, Вт / м ² С.
Опір теплопередачі огороджувальної конструкції R _0, повинно бути більше або дорівнює необхідному значенням R ₀ ^тр.
Необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції R ₀ ^тр визначається за більшою з двох величин:
R _сг ^тр - необхідний опір по санітарно гігієнічних норм;
R _Ен ^тр - необхідний опір з енергозбереження.
R _сг ^тр, м ² _* ⁰ С / Вт визначається за формулою СНиП II-3-79 ^*
,
де t _вн - характерна температура опалювального приміщення, ⁰ С, яка набуває чинності згідно з завданням, t _вн = 20 ⁰ С.
t _{н.о-розрахункова} температура зовнішнього повітря найбільш холодної п'ятиденки, ⁰ С, яка приймається за СНіП 2.01.01 .- 82.
n - коефіцієнт, що приймається в залежності від положення зовнішньої поверхні огороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітря, що приймається за табл. 3 ^* СНиП ll-3-79 ^*.
n = 1.0-для зовнішніх стін і зовнішніх перекриттів;
n = 0.9-для горищного перекриття;
n = 0.6-для перекриттів над не опалювальним підвалом.
Dt _н - нормативний температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, ⁰ С, приймається за табл.2 ^* СНиП II-3-79 ^*.
Dt _н = 4 ⁰ С-для зовнішніх стін і зовнішніх перекриттів;
Dt _н = 3 ⁰ С-для горищного перекриття;
Dt _н = 2 ⁰ С-для перекриттів над не опалювальним підвалом;
a _в - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, Вт / (м ² _* ⁰ С).
a _в = 8,7 Вт / (м ² _* ⁰ С);
· R _сг ^тр для зовнішньої стіни:

· R _сг ^тр для горищного перекриття:

· R _сг ^тр для перекриттів над не опалювальним підвалом:

Далі визначаємо приведений опір теплопередачі за умовами енергозбереження. Для цього визначають ГСОП - градусо-добу опалювального періоду за формулою:
ГСОП = (t _вн - t _оп)  n ₀
де t _оп - середня температура періоду з середньою добовою температурою повітря £ 8 ⁰ С; за СНіП 2.01.01 .- 82, t _оп = -9.9 ⁰ С
n ₀ - обумовлена ​​як тривалість періоду добу, з середньодобовою температурою зовнішнього повітря £ 8 ⁰ С за СНіП 2.01.01 .- 82, n ₀ = 299 діб.
ГСОП = (20 + 9.9)  299 = 8940.1  
Використовуючи метод інтерполяції визначаємо приведений опір теплопередачі R _Ен ^тр, м ² _* ⁰ С / Вт, користуючись таблицею:
Опір теплопередачі за умовою енергозбереження

Будинки	ГСОП, З * добу	R тр, м 2 * 0 С / Вт
		стіна	горищні перекриття	вікна та двері
Житлові	4000	1.6	2.2	0.5
	6000	2.0	2.8	0.6
	8000	2.4	3.4	0.7
	10000	2.8	4.0	0.8
	12000	3.2	4.6	0.9

· Необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції для стіни:
8000 = 2.4/1.163 = 2.06 м ² _* ⁰ С / Вт
10000 = 2.8/1.163 = 2.4 м ² _* ⁰ С / Вт

· Необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції для горищного перекриття:
8000 = 3.4/1.163 = 2.9 м ² _* ⁰ С / Вт
10000 = 4.0/1.163 = 3.4 м ² _* ⁰ С / Вт

· Необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції для перекриття над не опалювальним підвалом:
8000 = 3.4/1.163 = 2.9 м ² _* ⁰ С / Вт
10000 = 4.0/1.163 = 3.4 м ² _* ⁰ С / Вт

· Необхідний опір теплопередачі огороджувальної конструкції для вікон та балконних дверей:
8000 = 0.7/1.163 = 0.6 м ² _* ⁰ С / Вт
10000 = 0.8/1.163 = 0.69 м ² _* ⁰ С / Вт

Визначаємо теплопередачу огороджувальних конструкцій R ₀ ^тр за більшою з двох величин R _сг ^тр і R _Ен ^тр:
· Для стін R ₀ ^тр = 2.22 м ² _* ⁰ С / Вт
· Для горищного перекриття R ₀ ^тр = 3.14 м ² _* ⁰ С / Вт
· Для перекриттів над не опалювальним підвалом R ₀ ^тр = 3.14 м ² _* ⁰ С / Вт.
· Для вікон та балконних дверей R ₀ ^тр = 0.64 м ² _* ⁰ С / Вт.
Сумарний опір зовнішньої стіни R _0, м ² _* ⁰ С / Вт, визначається як сума термічних опорів шарів і опорів тепловіддачі внутрішньої R _в і зовнішньої R _н поверхонь за формулою:

a _н - коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції, рівний 23 Вт / (м ² _* ⁰ С), приймається за табл. 6 ^* СНіП ll-3-79 ^*;
a _в - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, a _в = 8.7 Вт / (м ² _* ⁰ С).


1 - суха штукатурка l _ш = 0.19
2 - цегла глиняна звичайна на цементно-піщаному розчині
l _к = 0.7
3 - теплоізоляційний шар (мати мінераловатні) l _ут = 0.064
4 - цегла глиняна звичайна на цементно-піщаному розчині
l _к = 0.7
5 - цементно-піщана штукатурка l _ц = 0.76
Визначаємо товщину шару утеплювача:



Беручи до уваги сортамент випускаються плит мінераловатних приймаємо = 100 мм, товщина зовнішньої стіни тоді буде становити 500 мм.
R _o ^ф = 0.115 +0.053 +0.179 +1.563 +0.357 +0.020 +0.043 = 2.33
Розрахуємо коефіцієнт теплопередачі огороджувальної конструкції.
К = 1 / R _o ^ф
K = 1/2.33 = 0.43 Вт / м ² К
Таким же способом визначаємо товщину шару утеплювача для горищного перекриття.

1 - Воздухоізоляціонний шар в 3 шари руберойду l _р = 0.17
2 - Вирівнюючий шар цементно-піщаного розчину
l _р = 0.76
3 - утеплювач (пенополистерол) l _ут = 0.05
4 - Пароізоляційний шар бітуму l _б = 0.27
5 - залізо-бетонна плита



Товщина горищного перекриття становитиме 340 мм
R _o ^ф = 0.115 +0.118 +0.026 +2.8 +0.037 +0.127 +0.43 = 3.653
Розрахуємо коефіцієнт теплопередачі огороджувальної конструкції.
К = 1 / R _o ^ф
K = 1/3.653 = 0.27 Вт / м ² К
Визначимо товщину шару утеплювача над не опалювальним підвалом:

1 - Дошка дерев'яна (сосна поперек волокон) l _р = 0.29
2 - Повітряний прошарок
3 - утеплювач (пенополистерол) l _ут = 0.05
4 - залізо-бетонна плита



Виходячи з сортаменту випускаються плит мінераловатних приймаємо = 130 мм, товщина перекриття над підвалом тоді становитиме 340мм.
R _o ^ф = 0.115 +0.043 +0.138 +0.16 +0.127 +2.6 = 3.183
Розрахуємо коефіцієнт теплопередачі огороджувальної конструкції.
К = 1 / R _o ^ф
K = 1/3.183 = 0.31 Вт / м ² К

2.Тепловая потужність системи опалення.
2.1Определеніе розрахункових теплових втрат через зовнішні огорожі.
Тепло втрати через зовнішні огорожі визначаються за формулою:
Q = F (t _{вп-t н)} (1 + Sb) n / R,
де F - розрахункова площа огороджувальної конструкції, м ^2;
R ₀ - опір теплопередачі огороджувальної конструкції, м ² _* ⁰ С / Вт.
t _вп - розрахункова температура повітря, ⁰ С, у приміщенні.
t _н - розрахункова температура зовнішнього повітря для холодного періоду року.
β-коефіцієнт, що враховує додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат.
Тепло втрати на орієнтацію по сторонах горизонту вертикальних поверхонь огородження є додатковими і враховуються наступної процентної добавкою до основних тепло втрат:
- Північ - 10%
- Захід, схід - 5%
- Південь - 0%
Також при розрахунках враховуємо наступні втрати тепла шляхом введення на них процентної добавки:
кутова кімната - 5%
n-коефіцієнт, що приймається в залежності від положення зовнішньої поверхні огороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітря приймається за СНіП II-3-79 *.
Приклад розрахунку тепловтрати кімнати 101:
Оскільки це житлова кімната, то внутрішня температура 18 ⁰ С але тому приміщення кутове додаємо 2 ⁰ С і отримуємо t _вп = 20 ⁰ С.
Загальні втрати тепла будуть складатися з таких частин:
· Втрати через несучу стіну, орієнтовану на північ.
Площа стіни вираховуємо з урахуванням прив'язки головних осей і віднімаємо площу вікна:
F = 3.610 * 3.34-1.2 * 1.5 = 10.26 м ²
Опір теплопередачі огороджувальної конструкції для зовнішньої стіни одно .
t _{вн-t н} = 22 - (-41) = 63 ⁰ С
Для стіни коефіцієнт n = 1.0
Додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат b = 0.15, тому що стіна виходить на північ (b = 0.10) і приміщення кутове (b = 0.05).
Далі знаходимо втрати теплоти через несучу стіну за формулою:
Q = F (t _{вп-t н)} (1 + Sb) n / R
Q = 10.26 * (22 - (-41)) (1 +0.15) * 1/2.22 = 334.836 Вт
· Втрати через несучу стіну, звернену на захід.
Площа стіни вираховуємо з урахуванням прив'язки головних осей:
F = 3.60 * 3.34 = 12.024 м ²
Опір теплопередачі огороджувальної конструкції для зовнішньої стіни одно .
t _вн - t _н = 22 - (-41) = 63 ⁰ С
Для несучої стіни коефіцієнт n = 1.0
Додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат b = 0.10, тому що стіна орієнтована на захід (b = 0.05) і приміщення кутове (b = 0.05).
Далі знаходимо втрати теплоти:
Q = 12.024 * (22 - (-41)) (1 +0.10) * 1/2.22 = 378.756 Вт
· Втрати через вікно з подвійним склінням, орієнтоване на північ.
Площа вікна
F = 1,2 * 1,5 = 1.8 м ²
Опір теплопередачі вікна з подвійним склінням одно
.
t _вн - t _н = 22 - (-41) = 63 ⁰ С
Для вікна коефіцієнт n = 1.0
Додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат b = 0.15, тому що вікно орієнтований на північ (b = 0.10) і знаходиться в кутовому приміщенні (b = 0.05).
Далі знаходимо втрати теплоти:
Q = 1.8 * (22 - (-41)) (1 +0.15) * 1/0.64 = 203.77 Вт
· Втрати через підлогу над неопалюваним підвалом.
Площа підлоги з урахуванням прив'язки головних осей дорівнює:
F = 3.48 * 3.1 = 10.79 м ²
Опір теплопередачі статі над не опалювальним підвалом .
t _вн - t _н = 22 - (-41) = 63 ⁰ С
Для підлоги коефіцієнт n = 0.6
Додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат b = 0
Далі знаходимо втрати теплоти:
Q = 10.79 * (22 - (-41)) (1 +0) * 0.6/3.14 = 129.89 Вт
Основні втрати приміщення 101 будуть рівні ΣQ _i всіх втрат через огорожі і втрати через підлогу над не опалювальним підвалом коридору 101б.
ΣQ _i = ΣQ ₁₀₁ = 334.836 + 378.756 + 203.77 + 129.89 + 27.5 = 1074.8 Вт
Розрахунки інших приміщень зводяться в таблиці
Таблиця 1

№ пом	Наїм. пом	t вн, ° з	Характеристика огорож					t вн-t н.о, ° з	n	β	Q осн, Вт
			Позначення	Орієнтація	a х b, м	F, м 2	R 0, м 2 · ° з / Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
101	РК	22	НС	З	3.61 * 3.34- -1.2 * 1.5	10.26	2.22	63	1	0.15	334.836
			Ок	З	1.2 * 1.5	1.8	0.64		1	0.15	203.77
			НС	З	3.60 * 3.34	12.024	2.22		1	0.1	378.756
			Пл	-	3.48 * 3.1	10.79	3.14	44	0.6	-	217.9
101б	КР	18	Пл.	-	8.15 * 1.44	11.74	3.14	40	0.6	-	125.375
ΣQ 1260.1
102	КХ	18	НС	З	3.24 * 3.34-1.2 * 1.5	9.02	2.22	59	1	0.1	263.69
			Ок	З	1.2 * 1.5	1.8	0.64		1	0.1	182.53
			Пл	-	3.24 * 1.6	5.18	3.14	59	0.6	-	155.7
102а	СУ	25	Пл	-	2.24 * 1.64	3.67	3.14	66	0.6	-	123.42
ΣQ 725.34
103	РК	22	НС	З	3.7 * 3.34-1.2 * 1.5	10.558	2.22	63	1	0.1	329.58
			Ок	З	1.2 * 1.5	1.8	0.64	63	1	0.1	194.9
			Пл	-	3.7 * 3.05	11.29	3.14	63	0.6	-	362.43
103Б	КР	18	Пл	-	5.3 * 1.64 + 1.5 * 0.6	9.59	3.14	59	0.6	-	288.3
ΣQ 1175.21
104	РК	20	НС	З	4,04 * 3.34- 1.2 * 1.5	11,69	2,22	61	1	0,1	353,3
			Ок	З	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0,1	188,72
			Пл	-	4,04 * 3,79	15,31	3,14	61	0,6	-	196,30
ΣQ 738.32
105	РК	20	НС	З	3,84 * 3.34- 1.2 * 1.5	11,03	2,22	61	1	0,1	333,38
			Ок	З	1,2 * 1,5	1,8	0,64	61	1	0,1	188,72
			Пл	-	3,84 * 3,79	14,55	3,14	61	0,6	-	186,56
ΣQ 708.66
106	РК	20	НС	З	3,5 * 3.34- 1.2 * 1.5	9,89	2,22	61	1	0,1	298,93
			Ок	З	1.2 * 1.5	1,8	0,64		1	0,1	188,72
			Пл	-	3,5 * 3,05	10,68	3,14		0,6	-	207,48
106б	КР	18	Пл	-	6,5 * 1,64 +1,4 * 0,6	11,5	3,14	59	0,6	-	129,65
ΣQ 824.78
107	КХ	18	НС	З	3,04 * 3.34- 1.2 * 1.5	8,35	2,22	59	1	0,1	244,11
			Ок	З	1.2 * 1.5	1,8	0,64	59	1	0,1	182,53
			Пл	-	3,04 * 1,45	4,4	3,14	59	0,6	-	90,94
ΣQ 517.58
108	РК	22	НС	З	3,34 * 3,7 - 1.2 * 1.5	10,56	2,22	63	1	0,15	344,63
			Ок	З	1.2 * 1.5	1,8	0,64		1	0,15	203,77
			НС	У	3,56 * 3,34	11,89	2,22		1	0,1	371,16
			Пл	-	3,19 * 3,05	9,73	3,14		0,6	-	117,32
108Б	КР	18	НС	У	0,6 * 3,34	2,13	2,22	59	1	0,05	59,44
			Пл	-	3,19 * 0,6	1,9	3,14		0,6	-	21,42
ΣQ 1117.74
109а	СУ	25	Пл	-	2,3 * 1,45	3,34	3,14	66	0,6	-	42,12
			З	У	2,3 * 3,34	7,68	2,22		1	0,05	239,74
109б	КР	18	Пл	-	1,64 * 1,4	2,3	3,14	59	0,6	-	25,93
ΣQ 307.79
110	РК	22	НС	У	4,96 * 3,34	16,57	2,22	63	1	0,05	493,74
			НС	Ю	3,34 * 3,7 - 1.2 * 1.5	10,56	2,22		1	0	299,68
			Ок	Ю	1.2 * 1.5	1,8	0,64		1	0	177,19
			Пл	-	3,19 * 4,45	14,2	3,14		0,6	-	170,94
110Б	КР	18	Пл	-	1,64 * 0,74	1,21	3,14	59	0,6	0	13,64
ΣQ 1155.68
111	РК	20	НС	Ю	3,58 * 3,34 - 1.2 * 1.5	10,16	2,22	61	1	0	279,17
			Ок	Ю	1.2 * 1.5	1,8	0,64		1	0	171,56
			Пл	-	3,58 * 5,19	18,58	3,14		0,6	-	216,57
ΣQ 667.3
112	КХ	18	НС	Ю	2,99 * 3,34 - 1,2 * 1,5	8,19	2,22	59	1	0	217,66
			Ок	Ю	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0	165,94
			Пл	-	2,6 * 3,79	9,85	3,14		0,6	-	111,05
ΣQ 494.65
113	КХ	18	НС	Ю	3,63 * 3,34	12,12	2,22	59	1	0	322,11
			Пл	-	3,25 * 2,25	7,31	3,14		0,6	-	82,41
113А	СУ	25	Пл	-	4,2 * 1,54	6,47	3,14	66	0,6	-	81,60
ΣQ 486.12
114	РК	20	НС	Ю	2,2 * 3,34 -1,2 * 1,5	5,55	2,22	61	1	0	152,5
			Ок	Ю	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0	171,56
			Пл	-	2,2 * 3,79	8,34	3,14		0,6	-	97,21
ΣQ 421.27
115	КХ	18	НС	Ю	2,8 * 3,34 - 1,2 * 1,5	7,55	2,22	59	1	0	200,65
			Ок	Ю	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0	165,94
			Пл	-	2,8 * 3,79	10,61	3,14		0,6	-	119,62
ΣQ 486.21
116	РК	20	НС	Ю	4,4 * 3,34 - 1,2 * 1,5	12,9	2,22	61	1	0	354,46
			Ок	Ю	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0	171,56
			Пл	-	4,4 * 5,19	22,84	3,14		0,6	-	266,22
ΣQ 792.24
117	РК	22	НС	Ю	4 * 3,34 - 1,2 * 1,5	11,56	2,22	63	1	0,05	344,46
			Ок	Ю	1,2 * 1,5	1,8	0,64		1	0,05	186,05
			НС	З	4,6 * 3,34	15,36	2,22		1	0,1	479,48
			Пл	-	5 * 4	20	3,14		0,6	-	240,76
117Б	КР	18	Пл	-	1,8 * 0,8	1,44	3,14	59	0,6	-	16,23
ΣQ 1266.98
118а	СУ	25	НС	З	2,2 * 3,34	7,35	2,22	66	1	0,05	229,44
			Пл	-	2,2 * 2	4,4	3,14		0,6	-	55,49
ΣQ 284.93

Загальна методика розрахунку методом характеристик опору:
· Визначаємо теплові навантаження всіх стояків в системі опалення як суму загальних втрат теплоти опалювальних приладів:


Для решти стояків розрахунок проводиться аналогічним чином:


· Визначаємо витрати води по стояках:

t _р - Розрахункова температура гарячої води на початку подає
магістралі системи опалення, ° С;
t _о - розрахункова температура гарячої води на зворотній магістралі системи опалення, ° С;
β ₁ - поправочний коефіцієнт, що враховує теплопередачу через додаткову площу, прийнятих до установки опалювальних приладів, в нашому випадку β ₁ = 1.02;
β ₂ - поправочний коефіцієнт, що враховує додаткові втрати теплоти, спричинені розміщенням опалювальних приладів у зовнішніх стін, для нашого випадку β ₂ = 1.04;
Значення t _г і t _про приймаємо із завдання рівними відповідно 95 і 70 ° С.



· Дійсні втрати тиску в стояку розраховують за формулою:

- Характеристика опору стояка;
· У залежності від прийнятого діаметра ділянки магістралі визначаємо його характеристику опору:

А-питомий динамічний тиск в трубопроводі;
L-довжина ділянки трубопроводу;
d-діаметр трубопроводу;
l-коефіцієнт тертя;
- Сума коефіцієнтів усіх опорів на ділянці;
· Втрати тиску на ділянці магістралі визначаються за формулою:

· Наявний перепад тисків для другого стояка дорівнює сумі втрат тиску в стояку 1, в прямому та зворотному магістралі:

· За відомим значенням наявного перепаду тиску і витрати теплоносія для другого стояка знаходимо необхідну характеристику опору для даного стояка.
· Задаємося діаметром другого стояка і визначаємо його дійсну характеристику опору. Вона повинна бути близька до необхідної характеристиці опору:

· По витраті води і отриманого значення дійсної характеристики опору другого стояка знаходимо дійсні втрати тиску в другому стояку. Невязка тисків наявного і дійсного не повинна перевищувати 15%:

· Загальна гідравлічний опір системи опалення вираховується за формулою:

Розрахунок стояка 1
Керуючись даними табл. 1, приймаємо діаметри стояка 1 і радіаторних вузлів дорівнюють 20 мм.
Таблиця 1
Дані для попереднього вибору однотрубних стояків водяного опалення

Умовний діаметр стояка d у, мм	Температурний перепад Δt, ˚ з	Середні значення величин на стояку
		Витрат води G ст, кг / год	Швидкостей води υ ст, м / с	Теплових навантажень Q ст, ккал / год
15	95-70 = 25	210-270	0,3-0,4	5250-6750
	100-70 = 30			6300-8100
	105-70 = 35			7350-9450
20	95-70 = 25	450-550	0,35-0,42	11250-13750
	100-70 = 30			13500-16500
	105-70 = 35			15750-19250
25	95-70 = 25	800-1000	0,4-0,49	20000-25000
	100-70 = 30			24000-30000
	105-70 = 35			28000-35000

Визначення повної характеристики опору стояка 1 як суми характеристик опору:
а) 7 вертикальних етажестояков проточно-регульованих систем d = 20 мм:
кгс / м ^{2 на} (кг / год) ²
б) радіаторних вузлів верхнього поверху:
кгс / м ² / (кг / год) ²
в) прямих ділянок труб стояка d = 20 мм загальною довжиною l = 7,5 +12 +0,8 = 20,3 м:
кгс / м ² / (кг / год) ²
г) місцевих опорів:
- Вентиля на магістралі, що подає з коефіцієнтом ξ = 10
- Пробкового крана на зворотній магістралі з ξ = 2
- Відводів (4 шт.), Гнутих під кутом 90 °, з ξ = 1.4 = 4
- Відступів від стояка до магістралі (2 шт.) З ξ = 0,5 · 2 = 1
- Трійників на прохід гарячої магістралі при G _пр / G _сб = 565,6 / 1052,7 = 0,53 з ξ = 0,5
- Трійників на прохід зворотної магістралі при G _пр / G _сб = 0,53 з ξ = 3
Загальна сума становить Σξ = 20,5.
кгс / м ² / (кг / год) ²
Таким чином, повна характеристика опору стояка 1:
кгс / м ² / (кг / год) ²
Дійсні втрати тиску в стояку 1:

Розрахунок Ст2.
= 1896 кгс / м ² G = 487,1 кг / год

Орієнтовний розрахунок показує, що сконструювати стояк 2 з труб одного діаметра так, щоб його характеристика опору відповідала необхідної, не можна. Тому конструюємо стояк з наступних частин:
· Підйомного ділянки з радіаторним вузлом верхнього поверху діаметром 20мм.
· Опускний частини з радіаторним вузлом верхнього поверху діаметром 15мм.
Підйомна частина (d = 20мм):
S ₁ = 6 * 3.15 * 10 ^-4 = 18,9 * 10 ^-4 кгс / м ²
радіаторний вузол верхнього поверху з d = 20мм: S ₁₂ = 1 * 1.46 * 10 ^-4 = 1.46 * 10 ^-4 кгс / м ²
Опускний частина (d = 15мм):
S ₂ = 6 * 13.38 * 10 ^-4 = 80,29 * 10 ^-4 кгс / м ²
радіаторний вузол верхнього поверху з d = 15мм: S ₂₂ = 1 * 5.03 * 10 ^-4 = 5.03 * 10 ^-4
кгс / м ²
Прямі ділянки труб з d = 15мм і d = 20 мм:
S ₃ = 0.8 * 2.89 * 10 ^-4 +0.8 * 0.59 * 10 ^-4 +0.49 * 2.89 * 10 ^-4 = 8,45 * 10 ^-4 кгс / м ²
Місцеві опору:
для підйомної частини (d = 20мм):
Вентиль на магістралі, що подає x = 10
Відведення гнутий під кутом 90 ⁰ (1): x = 1-для d = 20мм
Відступ від стояка до магістралі (1шт) x = 0.5
Раптове звуження x = 0.5;
за формулою , Для труб з з d = 20мм A = 0.325 * 10 ^-4 кгс / м ^2, знаходимо:

Для опускний частини (d = 15мм):
Пробковий кран на зворотній магістралі x = 3.5
Відведення гнутий під кутом 90 ⁰ (1): x = 1.5-для d = 15мм
Відступ від стояка до магістралі (1шт) x = 0.5;
за формулою , Для труб cd = 15мм A = 1.08 * 10 ^-4 кгс / м ^2, знаходимо

Повна характеристика опору Ст2
S _ст2 = (18,9 +1.46 +80,29 +5.03 +8,4 +3.9 +5.94) * 10 ^-4 = 123,92 * 10 ^-4 кгс / м ²
Розрахунок дійсної втрати тиску для Ст2:
= ΣS * G ²
= 123,92 * 10 ^-4 * 487,1 ² = 2940 кгс / м ²
Невязка тисків

Розрахунок ділянки 2-3.
Приймаємо діаметр ділянки d = 25 мм
G = 1052,7 кг / год

Розрахунок характеристики опору на ділянці 2-3:
А = 0,125 * 10 ^-4 кгс / м ²


Розрахунок втрати тиску для ділянки 2-3:
= ΣS * G ²

Розрахунок ділянки 2'- 3 ' .
Приймаємо діаметр ділянки d = 25 мм.
G = 1052,7 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 2 ^'-3':


Розрахунок втрати тисків для ділянки 2 ^'- 3 ^'

Розрахунок Ст3.
G _ст3 = 387,1 кг / год
Перепад тисків (наявний) для Ст3:
Р _ст3 = тисячі вісімсот дев'яносто шість +103,3 +111,6 = 2110,9 кгс / м ²

Орієнтовний розрахунок показує, що сконструювати стояк 3 з труб одного діаметра так, щоб його характеристика опору відповідала необхідної, не можна. Тому конструюємо стояк з наступних частин:
· Підйомного ділянки з радіаторним вузлом верхнього поверху діаметром 20мм.
· Опускний частини з радіаторним вузлом верхнього поверху діаметром 15мм.
Підйомна частина (d = 20мм):
S ₁ = 6 * 3.15 * 10 ^-4 = 18,9 * 10 ^-4 кгс / м ²
радіаторний вузол верхнього поверху з d = 20мм: S ₁₂ = 1 * 1.46 * 10 ^-4 = 1.46 * 10 ^-4 кгс / м ²
Опускний частина (d = 15мм):
S ₂ = 6 * 13.38 * 10 ^-4 = 80,28 * 10 ^-4 кгс / м ²
радіаторний вузол з d = 15мм: S ₂₂ = 1 * 5.03 * 10 ^-4 = 5.03 * 10 ^-4 кгс / м ²
Прямі ділянки труб з d = 15мм і d = 20 мм:
S ₃ = 0.8 * 2.89 * 10 ^-4 +0.8 * 0.59 * 10 ^-4 +0.79 * 2.89 * 10 ^-4 = 5.06 * 10 ^-4 кгс / м ²
Місцеві опору:
Для підйомної частини (d = 20мм):
Вентиль на магістралі, що подає x = 10
Відведення гнутий під кутом 90 ⁰ (1): x = 1-для d = 20мм
Відступ від стояка до магістралі (1шт) x = 0.5
Раптове звуження x = 0.5;
за формулою , Для труб з з d = 20мм A = 0.325 * 10 ^-4 кгс / м ^2, знаходимо

Для опускний частини (d = 15мм):
Пробковий кран на зворотній магістралі x = 3.5
Відведення гнутий під кутом 90 ⁰ (1): x = 1.5-для d = 15мм
Відступ від стояка до магістралі (1шт) x = 0.5;
за формулою , Для труб cd = 15мм A = 1.08 * 10 ^-4 кгс / м ^2, знаходимо

Повна характеристика опору Ст3
S _ст3 = (18,9 +1.46 +80,28 +5.03 +5.06 +3.9 +5.94) * 10 ^-4 = 120,57 * 10 ^-4 кгс / м ²
Розрахунок дійсної втрати тиску для Ст3:
= ΣS * G ²
= 120,57 * 10 ^-4 * 387,1 ² = 1806.6 кгс / м ²
Невязка тисків

Розрахунок ділянки 3-4.
Приймаємо діаметр ділянки d = 32 мм.
G = 1439,8 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 3-4:
А = 0.04 * 10 ^-4 кгс / м ²


Розрахунок втрати тиску для ділянки 3-4:
= ΣS * G ²

Розрахунок ділянки 3'- 4 ' .
Приймаємо діаметр ділянки d = 25 мм.
G = 1439,8 кг / год d = 32мм
Розрахунок характеристики опору на ділянці 3 ^'-4':


Розрахунок втрати тисків для ділянки 3 ^'- 4 ^'

Розрахунок ділянки 4-5.
Приймаємо діаметр ділянки d = 40 мм.
G = 1859,5 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 4-5:
А = 0.0235 * 10 ^-4 кгс / м ²
Трійник на прохід з поворотом x = 1.5
Вентиль x = 8


Розрахунок втрати тиску для ділянки 4-5:
= ΣS * G ²

Розрахунок ділянки 4'- 5 ' .
Приймаємо діаметр ділянки d = 40 мм.
G = 1859,5 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 4 ^'-5':
Трійник на прохід з поворотом x = 1.5
Вентиль x = 8


Розрахунок втрати тисків для ділянки 4 ^'- 5 ^'
= ΣS * G ²

Розрахунок ділянки 5-6.
Приймаємо діаметр ділянки d = 50 мм.
G = 2339,5 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 5-6:
А = 0.0084 * 10 ^-4 кгс / м ²
Трійник на прохід з поворотом x = 1.5
Вентиль x = 7


Розрахунок втрати тиску для ділянки 5-6:
= ΣS * G ²

Розрахунок ділянки 5'- 6 ' .
Приймаємо діаметр ділянки d = 50 мм.
G = 2339,5 кг / год
Розрахунок характеристики опору на ділянці 5 ^'-6':
Трійник на прохід з поворотом x = 1.5
Вентиль x = 7


Розрахунок втрати тисків для ділянки 5 ^'- 6

Гідравлічний розрахунок однотрубної системи з нижнім розведенням при тупикової схемою мережі з постійними перепадами температури води в стояках.

5. Розрахунок опалювальних приладів.
Для підтримки в опалювальному приміщенні розрахункової температури повітря необхідно, щоб кількість теплоти, що віддається опалювальними приладами і трубопроводами, дорівнювало тепловим втратам.
За завданням вид опалювальних приладів - чавунні секційні радіатори типу МС-140.
Приклад розрахунку опалювальних приладів:
Радіатор знаходиться у 102-му приміщенні
Т.к в приміщенні два радіатора, то для одного радіатора приймаємо
Q _пом = 1517,51 / 2 = 757,75 Вт
t _вн = 18 ⁰ С
t _вх = 95 ⁰ С
t _вих = 70 ⁰ С
Температура на виході з приладу:
t _вих = t _{вх-Q пом} * β ₁ * β ₂ / (cαG _ст)
де t _вх - Температура входу води у поверсі-стояк, ° С.
Q _пом - теплове навантаження приміщення, до складу якого входить розраховується опалювальний прилад, Вт;
G _ст - витрата води по стояку;
с - теплоємність води, яка дорівнює 1.163Вт;
a - коефіцієнт затікання, при установці кранів КРТ a = 1,0.
⁰ С
Середній температурний напір


Коефіцієнт теплопередачі опалювального приладу
,
де - Коефіцієнт, що враховує напрямок руху води в приладі, при схемі руху теплоносія "знизу-вверх" для чавунних радіаторів визначається за формулою , В інших випадках = 1;

n, p, з-експериментальні числові показники;
b-коефіцієнт обліку атмосферного тиску, для чавунних секційних радіаторів про р = 760 мм. рт. ст. b = 1.0;
k _ном - номінальний коефіцієнт теплопередачі, для опалювальних приладів виду МС-140 k _ном = 10.36 Вт / год * м ² * З

Тепловіддача трубопроводів:
,
де L _в, L _г - загальні довжини відповідно вертикальних і горизонтальних труби, м;
q _в, q _г - тепловіддача 1 м відповідно вертикальних і горизонтальних труб, Вт / м, що визначаються пріл.8 (стор.302) навчального посібника "Тепловий режим будівель ';

Тепловіддача приладу в опалювальне приміщення:
,
де β-коефіцієнт, що враховує частку тепловіддачі трубопроводів, в приміщенні при відкритій прокладці труб β = 0.9

Поверхня нагріву опалювального приладу:


Розрахункова кількість секцій:
,
де β ₃ - коефіцієнт, що враховує кількість секцій в приладі, для опалювальних приладів виду МС-90 визначається за формулою:

,
де β ₄ - коефіцієнт, що враховує спосіб установки опалювального приладу, у разі відкритої установки β ₄ = 1.0

Число, що вийшло округлюють до цілого з урахуванням того, що якщо воно перевищує ціле на 25% то число секцій радіатора округлюється в більшу сторону.
= 5

Висновок
В результаті виконання даного курсового проекту я набув навички самостійного вирішення завдань, пов'язаних з проектуванням систем центрального опалення будівель, а саме з теплотехнічним розрахунком зовнішніх огороджень, визначенням теплових втрат будинку, конструюванням систем опалення, гідравлічним розрахунком системи опалення та розрахунком опалювальних приладів.

Список літератури
1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Приклад гідравлічного розрахунку однотрубних вертикальних систем центрального опалення», № 6918
2. Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Гідравлічний розрахунок однотрубних вертикальних систем центрального опалення», № 6918
3. Єрьомкін А.І., Королева Т.І.
Навчальний посібник «Тепловий режим будівель» Видавництво ABC, 2003.368с.
4. СНиП II-3-79 ^* «Будівельна теплотехніка»
5. СНиП 2.04.05-91 * «Опалення вентиляція і кондиціювання СНиП 2.01.01-82« Будівельна кліматологія і геофізика »
6. СНиП 2.08.01-85 * «Житлові будинки»