Отопление и вентиляция жилого дома
Федеральное
агентство по образованию РФ
Казанский
Государственный Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра
теплогазоснабжения и вентиляции
Контрольная
работа
«Отопление и
вентиляция жилого дома»
Выполнил:
Галиев Т.Ф.
Казань, 2015
Содержание
1. Отопление
.1 Теплотехнический расчет наружных
ограждений
.2 Определение теплопотерь через
ограждающие конструкции здания
.3 Выбор и расчет отопительного
оборудования и системы отопления
.4 Подбор оборудования
. Вентиляция
.1 Расчет аэродинамических каналов
Заключение
Список использованной литературы
1. Отопление
.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений
Исходные данные в соответствии СНиП 23-01-99
«Строительная климатология» для Калининграда:
средняя температура наиболее холодной пятидневки
с обеспеченностью 0,92: text=
-19°С;
- средняя температура отопительного
периода со среднесуточной температурой 8°С: textav= 1,1°С;
продолжительность отопительного
периода: zht=193 сут;
Требуемое сопротивление теплопередаче наружной
стены:
R=, м2х°С/Вт
=((20 -(-19)*1)/(8,7*4) = 1,12 м2х°С/Вт
Величина градусо-суток отопительного
периода ГСОП (Dd):
ГСОП = (tв - tн)Zon =(20-1,1)*193=3647,7
°Схсут.
R=aDd+b=0,00035*3647,7+1,4=2,68
м2х°С/Вт
Из R и R выбираем
большее.
Термическое сопротивление
утеплителя:
ут = R- ()
где - толщина
штукатурки из известково-песчаного раствора;
- кладка из глиняного обыкновенного
кирпича на цементно-песчаном растворе;
- кладка из глиняного кирпича на
цементно-песчаном растворе;
- штукатурка из цементно-песчаного
раствора;
, , - расчетный коэффициент
теплопроводности материала;
°С - коэффициент теплоотдачи
внутренней поверхности стены, принимается по [2];
°С - коэффициент теплоотдачи
наружной поверхности стены.
Rут = 2,68 - () = 2,03 м2х°С/Вт
Определим необходимую толщину
утеплителя ():
м, м
R= () = 3,23 м2х°С/Вт
К=1/=0,31 Вт/м2х°С -
коэффициент теплопередачи наружной стены.
Рисунок 1
Слой 1 - внутренняя штукатурка
Слой 2 - кирпич силикатный
Слой 3 - утеплитель (маты
минераловатные)
Слой 4 - кирпич глиняный
обыкновенный на цементно-шлаковом растворе
Слой5-наружная штукатурка
Толщина всей стены равна 540 мм
.2 Определение теплопотерь через ограждающие
конструкции здания
Рассчитаем теплопотери жилой комнаты 1:
ГСОП = 3647,7 °СхСут
Кнс=0,31 Вт/м2х°С; По
найденному значению ГСОП по табл.4 [3],приложению 2 находим термические
сопротивления: для окон: м2х°С/Вт;
Кокна=1/0,42 = 2,63 Вт/м2х°С
3,54 м2х°С/Вт
Кпол=1/3,54=0,28 Вт/м2х°С
Потери теплоты через наружные
ограждения определяем по формуле:
Qогр=К*F(tв-tн)*n(1+Sβ)
где К - коэффициент теплопередачи ограждающих
конструкций, Вт/м2°С;
F - расчетная
площадь ограждающих конструкций, м2;
β - добавочные потери
теплоты в долях от основных потерь [5];
n - коэффициент,
учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному
воздуху.
Потери теплоты помещения
QПОТ=S
Qогр,
Вт
Qинф=0,28Lинф*F*,
Для первой комнаты (Первая жилая):
Для второй комнаты (кухня):
Qинф=0,28х3х12,12х1,39х1,005х39=399,04
Для третьей комнаты (Вторая жилая):
Qинф=0,28х3х10,29х
1,39х1,005х41=356,16
Qинф=0,28х3х1,6х1,39х1,005х38=51,32
Для шестой комнаты (Третья жилая):
Qинф=0,28х3х17,72х1,39х1,005х41=726,52
Для седьмой комнаты (Четвертая
жилая):
Qинф=0,28х3х23,88х1,39х1,005х39=786,22
Для восьмой комнаты (Пятая жилая):
Qинф=0,28х3х17,49х1,39х1,005х41=605,36
где Lинф - расход
воздуха, удаляемого естественной вытяжной вентиляцией, принимемый равным 3 м3/ч
на 1 м2 площади жилых помещений и кухни;
r
- плотность воздуха, кг/м3, r==1,39 кг/м3;
С - теплоемкость воздуха,
принимаемая равной 1,005 кДж/(кгх°С);
Бытовые поступления определяются по формуле:
быт
=КхFПЛ,
где К - норма теплопоступлений,
равная 1017 Вт
FПЛ - площадь
пола помещения;
Тепловые нагрузки на отопительные приборы жилых
комнат будут составлять:
полн
=Qпр=
Qпот+Qинф-Qбыт,
Вт
1.3 Выбор и расчет отопительных приборов
В качестве отопительных приборов я выбрал
секционные радиаторы «Сантехпром БМ».
Максимальное рабочее давление теплоносителя:
,6 МПА при серийном выпуске
,0 МПА по заказу для систем с повышенным
давлением теплоносителя;
,0 МПА по заказу для систем с повышенным
давлением теплоносителя.
Максимальная температура теплоносителя 130°С.
Схема движения теплоносителя «сверху-вниз».
м,
где 1,02 -у наружной стены; у наружного
остекления
расчетная плотность теплового
потока, Вт/м2, где qном-
номинальная плотность теплового потока, Вт/м2;
Для РБС-500 qном= 0,195 кВт
- нормированный массовый расход
теплоносителя через отопительный прибор, кг/ч;
n, m -
эмпирические показатели степени соответственно при относительном напоре и
расходе теплоносителя; По приложению 9 для выбранного нами прибора - РБС-500:
n=0,3 и m=0,04, с=1.
b-
безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается влияние
атмосферного давления на тепловой поток прибора (b=1 при
атмосферном давлении 1013,3 гПа).
р=1 - безразмерный поправочный
коэффициент, с помощью которого учитывается специфика зависимости теплового
потока и коэффициента теплопередачи прибора от количества секций (площади) при
движении теплоносителя по различным схемам («сверху-вниз»).
средний температурный перепад между
средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха
tв.
Gпр - расход
воды в приборе, кг/ч;
,
г и tо -
температура воды в системе отопления, соответственно, горячей и охлажденной,
°С;
с - теплоемкость воды, принимаемая
равной 4,187 кДж/(кг°С).
Число секций чугунного радиатора
находится по формуле:
, шт.
где fc=0,48м2
= поверхность нагрева одной секции радиатора РБС-500;
β3 = 0,97-
поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе.
2. Вентиляция
.1 Определение воздухообменов
Необходимый воздухообмен для
жилых зданий определяется по кратности воздухообмена:
= V*Kp,
м3/ч
Зная объем
удаляемого воздуха L, м3/ч, определяем сечение каналов
F
=,
м2,
где -
скорость давления воздуха по каналам, изменяется от 0,5 до 1,0 м/с.
Для каналов верхних
этажей принимается меньшее значение скорости, а для нижних - большее. В сборных
и вытяжной шахте - 1-1.5 м/с. Определяем эквивалентный диаметр для
прямоугольных каналов
э=2ab/(a+b), мм
где а и b
- стороны канала, мм.
По dэ и находим
удельную потерю давления на трение R
по номограмме, приведенной на рис. 14.9. При применении неметаллических каналов
в значение потерь давления на трение необходимо ввести поправку на
шероховатость β.
Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле
Z=Σξ·Pд, Па,
где ∑ξ- сумма коэффициентов местных
сопротивлений на участке,
Рд - динамическое давление
После определения потерь давления на трение и в местных
сопротивлениях их сравнивают с располагаемым давлением. Если их значения не
совладают, то сечения каналов некоторых участков следует увеличить или,
наоборот, уменьшить в зависимости от того, потери давления оказались меньше или
больше располагаемого давления.
Расчет участка 1
pв
=353/(273+tв)=353/293=1,20 кг/м3,
где
tв = 20 0С
∆Pе =1,6(1,27-1,2)9,8=1,1 Па
Определим сечение канала: для кухни F=133,01/(3600*1)=0,037
м2
Принимаем для участка 1 канал 140 x
270. Площадь живого сечения канала f=0,038
м2.
Эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: dэ=184,39мм
∑ξ=3,3
Динамическое давление рд=0,095 Па
=∑ξ
· рд =3,3*0,095=2,013 Па
Общая потеря на участке 1 составит:
S ((Rl)β+ Z)=(0,022*0,3)*1,25+2,013))=2,212
Па.
Расчет участка 2
pв =353/(273+25)=1,18 кг/м3
∆Pе
=1,6(1,39-1,18)9,8=3,29 Па
Определим сечение канала
туалета F=25/(3600*1)=0,0070,007 м2
Принимаем для участка 2
канал 140 x 140. Площадь живого сечения каналов f=0,02
м2.
=25/(3600x0,02)=0,35 м/с
Эквивалентный диаметр
для прямоугольных каналов: dэ=140
мм
∑ξ=3,3
Динамическое давление рд=0,41
Па
=∑ξ · рд =3,3*0,41=1,353 Па
Общая потеря на участке
2 составит:
S ((Rl)β+ Z)=(0,08*1,6)*1,37+1,353))=1,593
Па.
Расчет участка 3
pв =353/(273+19)=1,2 кг/м3
∆Pе
=1,6(1,39-1,2)9,8=2,97 Па
Определим сечение
канала: для ванной и уборной F=25/(3600*1)=0,0140,02
м2
Принимаем для участка 2
канал 140 x 140. Площадь живого сечения каналов f=0,02
м2.
=25/(3600x0,02)=0,35 м/с
Эквивалентный диаметр
для прямоугольных каналов: dэ=140
мм
∑ξ=3,3
Динамическое давление рд=0,48
Па
Z=∑ξ · рд =3,3*0,48=1,635 Па
здание отопительный
вентиляция аэродинамический
Общая потеря на участке
2 составит:
S ((Rl)β+ Z)=(0,08*0,5)*1,37+1,635))=1,175
Па.
Заключение
Рассчитана система отопления - индивидуальная,
2-х трубная.
Полные теплопотери через наружные ограждения
здания = 3507,77 Вт. В качестве отопительных приборов выбираем биметаллические
секционные радиаторы «Сантехпром БМ».
Максимальное рабочее давление теплоносителя:
1,6 МПА при серийном выпуске
4,0 МПА по заказу для систем с повышенным
давлением теплоносителя;
,0 МПА по заказу для систем с повышенным
давлением теплоносителя.
Максимальная температура теплоносителя 130°С.
Схема движения теплоносителя «сверху-вниз».
Всего для квартиры таких радиаторов потребуется
9 шт.
Тепловая нагрузка котла составляет 13664,72 Вт.,
поэтому мы выбрали напольный чугунный отопительный котел атмосферного типа на
газовом топливе BUDERUS,
а именно - LOGANO
G 334 X:
Длина - 748 мм,
отвод газа АА-100 DN,
N- 120 мм,
C- 188мм,
расстояние D
-291 мм,
вес-78 ru.
Естественная система вентиляции состоит из 2-х
каналов:
1-й вентиляционный
канал из кирпича с размерами 140 x 270, его площадь живого сечения
канала f=0,038 м2.
- 2-й вентиляционный
канал из кирпича с размерами 140 x 140, его площадь живого сечения
канала f=0,02 м2.
Список литературы
1. Т.Г. Дымолазова, Ю.Х.
Хабибуллин. Отопление и вентиляция жилого дома: Методические указания к
курсовой и расчетно-графической работам для студентов строительных и
экономических специальностей- Казань: КГАСУ, 2008. - 48 с.
2. СНиП 23-01-99. Строительная
климатология. - М.
. СНиП 23-02-2003. Тепловая
защита зданий. - М.: Госстрой России, 2004.23с.
. Тихомиров К.В., Сергеенко
Э.С. Теплотехника, теплогазонабжение и вентиляция. Учеб. Для Вузов. - 4-е изд.
перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 480с.