Практическое занятие № 1 (Расчет мощности системы отопления)

Исходными данными расчета системы отопления, для жилых помещений служат общие тепловые потери помещения, которые определяются теплотехническими характеристиками помещения, внешними климатическими условиями, системой вентиляции и заданной температурой в помещении. Кроме того, учитываются теплопоступления от внутренних источников тепла. Разность этих величин определяет размер теплопоступлений, который должен обеспечиваться системой отопления. Но такова методика сложна и требует довольно высокой квалификации, более простой способ расчета подробно рассмотрен ниже.

Для большинства случаев в частном, коттеджном или ином строительстве требуется лишь рассчитать необходимую мощность отопительного оборудования для конкретного помещения, а оптимизацию расхода электрической энергии на поддержание заданной температуры автоматически выполнит термостат автоматической системы управления. В этом случае можно обойтись упрощенной методикой расчета, основанной на использовании величин и коэффициентов, полученных опытным путем. Ниже приведена упрощенная методика расчетов по определению установленной мощности обогревателей электрического отопления для типовых жилых помещений с высотой потолков 2,5 — 3 м. Методика верна для случая, когда температура в помещении принимается равной +20°С при максимальной внешней температуре —26°С.

Расчетное выражение имеет следующий вид:

Руст = Ро•S• Кст•Кнст•Кок•Кэт•Кдв, (кВт),

где: Руст, (кВт) — максимальная электрическая мощность, потребляемая отопительными элементами; Ро (кВт / м2) — расчетная удельная мощность, величина которой зависит от географической широты: Рo=0,02 — для южных широт России; Рo=0,03 — для средней полосы России; Рo=0,04 — 0,05 — для северной части России. S — площадь отапливаемого помещения, м2. Кст — коэффициент, учитывающий теплопотери через стены: Стены бетонные панельные, блочные — Кст = 1,25-1,5; Стены бревенчатые, брусовые — Кст = 1,25; Стены кирпичные в 1,5 кирпича — Кст = 1,5; Стены кирпичные в 2,5 кирпича — Кст = 1,1; Стены пенобетоннные с повышенной теплоизоляцией — Кст = 1. Кнст — коэффициент, учитывающий количество наружных стен: Кнст = 1, если одна наружная стена; Кнст = 1,15, если две наружных стены;

Кнст = 1,22, если три наружных стены;

Кнст = 1,33, если четыре наружных стены;

Кнст = 0,1 — 0,3, если внутреннее помещение. Кок — коэффициент, учитывающий теплопотери через окна: Кок = 1 + ρ* Sок, где: Sок — площадь окна, м2;

ρ = 0,2 (1/ м2) — для обычного типового окна со спаренной рамой; ρ = 0,1 (1/ м2) — для окна с однокамерным стеклопакетом; ρ = 0,07 (1/ м2) — для окна с двухкамерным стеклопакетом.

ρ = 0,057 (1/ м2) — для окна с двухкамерным стеклопакетом из энергосберегающего стекла.

Кэт — коэффициент, учитывающий этажность помещения: Кэт = 1,1 — 1,3 — для первого и последнего этажей; Кэт = 1,0 — для средних этажей; Кдв — коэффициент, учитывающий теплопотери через входную и балконную двери: Кдв = 1 — если входная дверь граничит с отапливаемым помещением; Кдв = 1,2 — 1,4 — Если входная (балконная) дверь выходит на улицу.

Для примера рассчитаем максимальную электрическую мощность отопительных панелей для автономного отопления жилой комнаты площадью 20 м2 в типовой квартире общей площадью 60 м2, расположенной в северной полосе России.

Дом панельный, комната расположена на 2-ом этаже и имеет две наружных стены и одно окно с однокамерным стеклопакетом, площадью 1,8м х 1,5м.

Таким образом, Ро = 0,03 кВт/м2; S = 20 м2; Кст = 1,25;

Кнст = 1,15; Кок = 1 + 0,1 • 1,5 • 1,8 = 1,27; Кэт = 1,0; Кдв = 1,0.

Руст = 0,03 • 20 • 1,25 • 1,15 • 1,27 • 1,0 • 1,0 = 1,10 (кВт)

Удельный расход тепла на отопление q.h. = 1100/20 = 55 Вт/м2.

Расчет отопления дома

Необходимая мощность системы отопления должна обеспечить дом нужным количеством тепла. Для определения мощности системы отопления необходимо провести расчет отопления дома.

Расчет отопления дома проводится по заданным параметрам с использованием специальных формул. Две основные величины, которые нужно определить при расчете отопления — это мощность (теплопроизводительность) котла и величина теплопотерь.

Мощность системы отопления напрямую зависит от величины теплопотерь здания и вычисляется по формуле:

где N_k— теплопроизводительность отопительной сситемы в кВт

Q_t— теплопотери здания

1,2 — коэффициент запаса (20%).

Коэффициент запаса необходим для того, чтобы:

учесть непредвиденные теплопотери

учесть возможное падение давления газа (в холодный период года).

иметь оптимальные возможности для регулирования температурного режима

Таким образом, для того, чтобы произвести расчет отопления дома, в частности узнать необходимую мощность системы отопления, нужно определить величину теплопотерь здания.

Теплопотери распределяются не равномерно.

Потери тепла происходят:

через наружные стены (около 40 %)

через окна (около 20 %)

через крышу (5-10 %)

через пол (около 10%).

остальное (около 20 %) (двери, вентиляция и т.п.)

Таким образом, устройство и качество этих частей здания напрямую влияет на величину теплопотерь дома, а значит, их нужно учитывать при расчете отопления дома.

Исходя из этого, при расчете отопления здания необходимо принять во внимание такие критерии (коэффициенты):

изоляцию стен (К2)

соотношение площадей окон и пола (К3)

минимальную температуру вне помещения (К4)

число стен помещения, выходящих наружу (К5)

тип помещения над тем, для которого производятся расчеты (К6)

высоту помещения (К7)

Эти параметры будут определять соответствующие коэффициенты, необходимые для расчета отопления дома.

Окна с тройным стеклопакетом надежнее уберегут от потерь тепла, чем простое (даже двойное) стекло. Коэффициент потерь тепла для окон соответственно:

тройной стеклопакет — 0,85

двойной стеклопакет — 1

обычное остекление — 1,27.

Изоляция стен — важный компонент, который нужно учитывать при расчете отопления дома. Хорошая изоляция даст коэффициент 0,85, плохая — 1,27. За единицу принимают коэффициент стен из двойного кирпича с утеплителем.

Чем больше процентное соотношение площадей окон и пола, тем больший коэффициент теплопотерь у дома. Например,

Курсовая работа: Расчет отопления здания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Негосударственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Камский институт гуманитарных и инженерных технологий»

к курсовому проекту

По дисциплине: «Теплоснабжение»

На тему: «Расчет отопления здания»

Студент группы: ДТ – 69

1. Исходные данные и характеристика объекта

2. Расчет строительных конструкций

3. Расчёт тепловой мощности системы отопления, теплопотерь и тепловыделений

4. Выбор и расчёт нагревательных приборов системы отопления

5. Гидравлический расчёт принятой системы отопления

6. Расчёт основного оборудования теплового пункта

Список использованной литературы

1. Исходные данные и характеристика объекта

· Район строительства: Ульяновск.

· Количество этажей в здании 3.

· Высота типового этажа 3.0 м .

· Высота подвального помещения 2.5 м.

· Размер оконного проема 1.4х2.0

· По СНиП 23.01-2003 «Строительная климатология»

· Температура внутри здания:

— жилая комната tв=20℃

— лестничная клетка tв=16 ℃

— «+2℃ на угловые помещения»

2. Расчет строительных конструкций

Задача расчета строительных конструкций – определение коэффициентов теплопередачи – К

(2.1)

где К – это количество тепла, проходящее за единицу времени через 1 м2 ограждения при разнице температур на улице и в помещении в 1 °С.

Ro– термическое сопротивление ограждения.

(2.2)

где в – коэффициент тепловосприятия у внутренней поверхности стены, [12], таблица 4

н — коэффициент тепловосприятия у наружной поверхности стены, [12], таблица 6

d [м]- толщина отдельного слоя;

l— коэффициент теплопроводности отдельного слоя, принимается по приложению 3 [12] по графе А или Б. Показателем графы служит карта зон влажности приложение 1 [12] и приложение 2 [12]

Контрольной величиной в расчет вводится требуемое термическое сопротивление:

(2.3)

где tн [°C] – наружная температура воздуха, [8], таблица 1.

n – коэффициент на разность температур, [12], таблица 3

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

ГСОП= (tв-tоп) Zоп [°С сут] (2.4)

где tоп – средняя температура отопительного периода, [8], по таблице 1.

Zоп – количество суток отопительного периода, [8], таблица 1.

Расчет коэффициента теплопередачи наружной стены

Буква расчета — А

t_н = -31°С [8] таблица 1

t_оп = -4.4°С [8] таблица 1

Z = 228 cут [8 ] приложен 1

[12] таблица 4

[12] таблица 6

l₁ =0,70 [12] приложен 3

l₂ =0,041 [12] приложен 3

l₃ =0,58 [12] приложен 3

l₄ =0,7 [12] приложен 3

Определение ГСОП Dd:

Dd=(tв-tоп)Z=( 20- (- 4.4))*228= 5563.2(℃. Сут)

Термическое сопротивление из условия энергосбережения:

R1, R2,Dd,Dd1, Dd2 – определяем по таб. 1 б [3]

=0.08 м

в=8.7, н=23 (СНиП)

Определяется общая толщина стены:

Определяется коэффициент теплоотдачи стены:

Расчет коэффициента теплопередачи пола над подвалом

[12] таблица 4

[12] таблица 6

l1=1.92[12] приложение 3

l2=0,17

l3=0,041

l4=0,76

l5=2.91

Термическое сопротивление из условия энергосбережения:

R1, R2,Dd,Dd1, Dd2 – определяем по таб. 1 б [3]

=0.158 м

в=8.7, н=6 (СНиП)

Определяется общая толщина стены:

Определяется коэффициент теплоотдачи стены:

Расчет коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия

l1=1.92

l2=0,17

l3=0,21

l4=0,47

l6=0.76

l6=0.17

Термическое сопротивление из условия энергосбережения:

R1, R2,Dd,Dd1, Dd2 – определяем по таб. 1 б [3]

=0.56 м

в=8.7, н=12 (СНиП)

Определяется общая толщина стены:

Определяется коэффициент теплоотдачи стены:

Расчет коэффициентов дверей, окон, проемов

Коэффициент теплопередачи дверей:

=0.5

=0.27*Нзд (2-я дверь с тамбуром)

=0.34* Нзд (2-я дверь без тамбура)

=0.42* Нзд (одиночная дверь)

Коэффициент теплопередачи окон:

3. Расчёт тепловой мощности системы отопления, теплопотерь и тепловыделений

Общие теплопотери здания:

Qобщ = Qосн (1+b) + Qинф [Вт]

где Qосн – основные теплопотери, учитывающие только размеры помещения

Qосн = кА (tв – tн) n[Вт]

к – коэффициент теплопередачи ограждения

А м2– площадь ограждений;

tв °С – внутренняя расчетная температура;

tн °С – наружная расчетная температура, принимается температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92 по таблице 1[8];

n – коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 6 [9];

b — коэффициент добавок в долях.

Различают следующие добавки:

Название: Расчет отопления здания Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа Добавлен 02:16:18 30 апреля 2011 Похожие работы Просмотров: 322 Комментариев: 15 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать

Qинф – количество тепла на прогрев воздуха через окна и двери

Qинф = 0,28 Св qинф lпроем (tв – tн) Кинф [Вт]

где Св – удельная массовая теплоемкомкость воздуха Св=1,07

qинф – количество воздуха инфильтрированного в единицу времени через 1 м2 ширины проема

qинф = 8,75 кг/час — для окон

qинф = 35 кг/час — для дверей.

Кинф – коэффициент инфильтрации = 0,9 – 1

4. Выбор и расчёт нагревательных приборов системы отопления

Расчет сводится к определению числа чугунных радиаторов и определению марки и числа других приборов.

Min число секций чугунных радиаторов:

где Qнт – номинальный тепловой поток для подбора прибора [Вт]

Qпр – теплоотдача прибора без учета теплоотдачи стояков и подводок [Вт]

Qрасч – расчетная тепловая нагрузка на прибор – берется из расчета теплопотерь

Qтр – теплоотдача открыто-проложенных стояков и подводок отдающих тепло воздуху помещения

Qтр – 100Вт если Æ стояка 15 мм.

Qтр – 150Вт если Æ стояка 20 мм.

Qтр – 200Вт если Æ стояка 25 мм.

При нагрузках на стояк 300 Вт и менее Qлр не учитывается. Для верхних узлов с нижней разводкой Qтр принимается на половину меньше.

Qну – номинальный условный тепловой поток – тепловой поток через 1 секцию нагревательного прибора, принимается по приложению 3 таблица 3.9

Dtпр – перепад между средней температурой в приборе и воздухом

Gcт – расход воды через стояк

Yк – комплексный коэффициент приводящий систему в реальные условия

где n, p, c – из приложения 3, таблица 3.8

В — коэффициент учёта расчётного атмосферного давления, для отопительных приборов приложение 3 таблица 3.9

Y — коэффициент зависящий от направления движения воды, при направлении воды снизу вверх [2], таблица 9.11, если сверху вниз:

где а – коэффициент затекания воды в приборных узлах с радиаторами чугунными секционными, принимается по приложению 3 таблица 3.6

tвх – температура входа воды в каждый прибор

SQiпред – сумма нагрузок приборов предыдущих расчетному

b1 – коэффициент учитывающий число секций, приложение 3 таблица 3.4

b2 – коэффициент на установку прибора приложение 3 таблица 3.5

5. Гидравлический расчет

Задача гидравлического расчета — определение диаметров магистрали, стояков, подводок при расходе теплоносителя в них, обеспечивающем требуемую теплоотдачу нагревательных приборов.

Существует 3 метода расчета:

1. Метод динамических давлений.

2. Метод удельных потерь давления.

3. Метод характеристик сопротивления.

Метод динамических давлений.

Расчет ведется по формуле:

Нрасп > Нсист ; Па.

где Нрасп — располагаемое давление, условно заданное на вводе

потеря напора из расчета экономических диаметров и скоростей

Нрасп = 6000 — 7000 Па для систем небольшой этажности и протяженности.

Нрасп = 8000 — 13000 Па для систем средней этажности и протяженности.

Нрасп более 13000 Па для систем высотных зданий и большой протяженности.

Нсист — сопротивление системы отопления.

Нсист =Σζпр∙ Рдин. Па.

где Σζпр — приведенный коэффициент сопротивлений.

Σζпр=λ∙L/d+ Σζту+ Σζм

где λ∙L/d — приведенный коэффициент трения. Приложение 3 таблица 3.1.

Lм — длина участка в метрах.

Σζту- сумма приведенных сопротивлений местных типовых узлов. Приложение 3 таблица 3.2. для чугунных радиаторов

Σζм — сумма местных сопротивлений, приложение 3 таблица 3.3

Рдин. — динамический или скоростной напор, определяется по приложению 2 с учётом оптимальных диаметров и расхода потока.

Таблица гидравлического расчёта системы отопления.

Nуч	Qуч	t	Gуч	Σζпр		Pдин		Hсис	ΣHсис	H %
1	2	3	4	5	6	7	8		9		10	11		12		13	14	15
Главная расчетная ветка через стояк 14
Ст14	6344	25	218	20	4	1.8	7.2	79.56		—		86.76	15.3		1327		1327
1-2	6344	25	218	20	15	1.8	27	—		9		36	15.3		550.8		1877.8
2-3	11899	25	409	25	12	1.4	16.8	—		3		19.8	20.5		405.9		2283.7
3-4	17377	25	598	32	12	1.0	12	—		3		15	14		210		2493.7
4-А	22855	25	786	40	9.5	0.8	7.6	—		22		29.6	14.85		439.56		2933.26
А-Б	39410	25	1355	50	11.5	0.55	6.33	—		6		12.33	14.85		183.1		3116.36
Б-Эл	78885	25	2713	65	24.5	0.4	9.64	—		30		39.64	22.55		893.8		4010.16	0.98%
Ст8	3406	25	117	15	4	2.7	10.8	85.51		—		96.31	14		1348		1348
5-6	3406	25	117	15	14	2.7	37.8	—		5		42.8	14		599.2		1947.2
6-7	11077	25	381	20	13	1.8	23.2	—		3		26.4	31.85		840.84		2788.04
7-А	16555	25	569	32	2	1.0	2	—		25		27	13.6		367.2		3155.24	7%

6. Расчёт основного оборудования теплового пункта

1.2.Расход воды в местной системе

1.3.Приведенный расход воды в системе

1.4.Определяетсядиаметр горловины элеватора

мм

1.5.Необходимоедавление сетевой воды

2.Подбор грязевиков и фильтров

=0.09

теплопередача здание отопление

Список использованной литературы

1. Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети. Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2008 -480 с.

2. Внутренние санитарно-технические устройства. – В 3-х ч. Ч.1. Отопление / Под ред. И.Г.Староверова.- 4-е изд., перераб. И доп. –М.: Стройиздат, 1990.

3. ГОСТ 21.602-2003 Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования. –М.: Госстрой России, 2003.

4. ГОСТ 8690-97 Радиаторы отопительные чугунные. Технические условия»

5. Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства: Учебник для вузов. – СПб.: Политехника, 2001.- 423 с.: ил.

6. Сканави А.Н. Конструирование и расчёт систем водяного и воздушного отопления зданий. – М.: Стройиздат, 1983.

7. Сибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и Кондиционирование воздуха: учебное пособие для студентов. – 4-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2007. -304 с.

8. СНиП 23-01-99 Строительная климатология.–М.: Госстрой России.2003.

9. СНиП23-02-2003 Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России. 2003.

10. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.: ЦИТП, 2003

11. СНиП 3.05.01-85. Внутренние санитарно – технические системы. – М.: Госстрой России, 2000.

12. CНиП II-3-79 Строительная теплотехника.

13. Тихомиров Н.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. М. 2008.

14. Тиатор И. Отопительные системы.- М.: Техносфера., 2006.- 272 с.

15. Юркевич А.А. Отопление гражданского здания.- 2-е изд., переработ. и доп.- Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2005 – 68 с.