Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет Кафедра "ТГВ" на тему: "Центральное водяное отопление детского кинотеатра на 300 мест" Выполнил: Изместьев Д.А. МРИПК, ДОУ ТГВ, набор 2007 г. Проверил: Тюменцев А.Г. г. Улан-Удэ 2009 г. Содержание Введение I. Исходные данные II. Проектирование системы отопления III. Гидравлический расчет системы отопления IV. Тепловой расчет отопительных приборов V. Расчет и подбор элеватора Список использованной литературы Отопление поддерживает в помещении на определённом уровне температуру воздуха и внутренних поверхностей ограждающих конструкций. В помещении обеспечивается тепловой комфорт - оптимальная температурная обстановка, благоприятная для жизни и деятельности людей в холодное время года. Отопление - один из видов инженерного (технологического) оборудования здания и, кроме того, является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной установки отопления производится в процессе возведения здания, её элементы увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с интерьером помещения. Функционирование отопления характеризуется определённой периодичностью в течение года и изменчивостью использования мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года. При понижении наружного воздуха и усиления ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха и воздействии солнечной радиации уменьшаться теплоотдача от отопительных установок в помещении. Изменение интенсивности внешнего воздействия на здание может так же сочетаться с неравномерным поступлением тепла от внутренних производственных и бытовых источников, что требует дополнительного регулирования действия отопления. Очевидно, что для создания и поддержания теплового комфорта в помещениях зданий требуются технически совершенные отопительные установки. И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных условий в здании, тем более мощным и надёжным должно быть отопление. 1. Город - Абакан 2. Характеристика здания: 2.1 Назначение здания - общественное (детский кинотеатр на 300 мест). 2.2 Расчетные условия: tн
= - 410
С. 2.3 Расчетные теплопотери помещений принимаются из КР "Расчет теплопотерь здания" Источник теплоснабжения
В курсовой работе запроектирована центральная система водяного отопления. Источник теплоснабжения - ТЭЦ. Параметры воды во внешней тепловой сети - 150 - 700
С. Выбор расчетных параметров теплоносителя
Расчетные параметры теплоносителя согласно требованиям санитарно-гигиенических норм, изложенные в СНиП 41-01-2003 “Отопление, вентиляция и кондиционирование”, принимаем равными: Выбор системы отопления
Для центрального отопления с искусственной циркуляцией воды рекомендуется двухтрубная система отопления. Принимаем горизонтальную двухтрубную систему отопления. При двухтрубной схеме теплоноситель параллельно поступает в отопительные приборы, использование кранов двойной регулировки на подающей подводке позволяет регулировать теплоотдачу каждого отопительного прибора и обеспечить равномерность обогрева всех помещений. Выбор типа отопительных приборов и материала трубопроводов
К установке принимаем радиатор чугунный секционный МС - 140-108. Радиатор конвективно-радиационный прибор. Отвечает многим требованиям: а) теплотехнические - имеют большую тепловую мощность на единицу длины прибора; б) эксплуатационные - долговечен при использовании, так как более корозионностоек по сравнению с другими отопительными приборами; в) варьирование количества секций, т.е. изменение площади нагрева. Трубопроводы системы отопления приняты стальные водогазопроводные легкие. Выбор типа разводки
Принимаем нижнюю разводку, т.к. здание бесподвальное и не имеющее чердака, магистральные трубопроводы прокладываем в подпольных каналах, глубиной 0,4м. В местах перехода трубопроводов через неотапливаемые помещения и в каналах трубопроводы теплоизолируются. Отопительные приборы устанавливаются на отметке 0,2 м от уровня пола. Выбор способа циркуляции
Необходимую циркуляцию теплоносителя в трубопроводах в системе отопления здания обеспечивают сетевые насосы на ТЭЦ. Система с искусственной циркуляцией теплоносителя - насосная. Выбор схемы движения теплоносителя в подающей и обратной магистралях.
Схема движения воды в магистралях тупиковая (4 ветви по периметру здания). Тепловой пункт располагается в помещении 11. Выбор схемы присоединения системы отопления к тепловым сетям.
Выбираем зависимую схему присоединения, ввиду ее меньшей стоимости с подмешиванием воды из обратного трубопровода при помощи водоструйного элеватора. Конструирование системы отопления.
С целью локализации холодных потоков воздуха отопительные приборы располагаем по периметру наружных стен под оконными проемами. По возможности стояки располагаем в наружных углах здания и помещений, т.к. это самые благоприятные места для выпадения конденсата. Уклон магистралей делается против движения теплоносителя в сторону теплового узла. Согласно СНиП [1] принимаем уклон равный 0.003. На магистралях устанавливаем вентили и задвижки для отключения отдельных ветвей. На тепловом пункте предусмотрена линия для слива воды из системы, где устанавливаем запорную арматуру до и после элеватора. Выпуск воздуха из системы отопления осуществляется кранами Маевского, которыми оборудованы все отопительные приборы. Цель гидравлического расчета заключается в определении диаметров труб для пропуска расчетных расходов теплоносителя, при этом определяются потери давления на всех участках системы отопления. Гидравлический расчет выполняется по законам гидравлики и основан на принципе: расчетное циркуляционное давление, действующее в системе полностью тратится на преодоление сопротивлений в данной системе. Задача гидравлического расчета сводится к распределению расходов по всем элементам системы отопления. Гидравлический расчет выполняем способом удельных линейных потерь давления на трение (R). В данном способе подбираем диаметры труб, задаваясь равными перепадами температур теплоносителя во всех стояках и ветвях, также как расчетный перепад температур во всей системе отопления ( где R - удельные линейные потери давления на трение, зависящие от расхода (G) и от диаметра трубопровода (d) Z - потери давления в местных сопротивлениях, в зависимости от скорости Vи Sx. Расход теплоносителя определяется по формуле: где Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при последовательном соединении участков, определяются по формуле: Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления при параллельном соединении двух участков, стояков или ветвей определяются по формуле: В здании запроектирована система отопления, состоящая из основного циркуляционного кольца и малых циркуляционных колец.
Так как в исходных данных не задано значение располагаемого давления на вводе
, то для двухтрубной системы водяного отопления с механическим побуждением оно определится по формуле: Dрр
= Dрн
+ 0,40×Dре,
где Dрн
- давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па; Dре
- естественное циркуляционное давление, Па. Насосное циркуляционное давление определяется по формуле: Dрн
=100×Sl, Па где Sl - сумма длин расчетных участков наиболее протяженного циркуляционного кольца, м. Dре
= Dре. пр
+ Dре. тр
, Па Естественное циркуляционное давление Dре. тр
в насосных системах с нижней разводкой не учитывается (в виду малого значения). Естественное циркуляционное давление Dре. пр
, Па, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах для двухтрубной системы рассчитывается по формуле: Dре. пр
= h1
*g*b* (tг
- tо
), где h1
=0,5м - вертикальное расстояние между осью элеватора и центром отопительного прибора первого этажа, м; g - ускорение свободного падения, м/с2
; b= 0,64 кг/ (м30
С) - среднее увеличение плотности воды при уменьшении температуры воды на 10
С. Для основного кольца:
Dрн
=100×33=33 Па Dре. пр
= 0,2*9,81*0,64 (95-70) =32 Па Dре. тр
=0 Dре
= 32 Па Dрр
осн. кольца
=13300+0,4*32=13313 Па Гидравлический расчет трубопроводов начинаем с определения среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления Rср
, Па/м, по формуле: Rср
= 0,9×0,65×Dрр
/ ål, где 0,9 - коэффициент, показывающий, что 10% Dрр
оставляем в запас; 0,65 - потери давления на трение, равные 65% Dрр
; ål - общая длина последовательно соединённых участков, составляющих расчётное циркуляционное кольцо, м. Rср
осн. кольца
= 0,9×0,65×13313/133= 58,5 Па/м. Ориентировочный расход воды на участке, кг/ч, определяется по формуле: где Qт. п
- теплопотери помещения, Вт, принимаются по КР "Расчет теплопотерь здания"; с - удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4187 Дж/ (кг×0
С); Dtс
= tг
- tо
- расчётная разность температуры в системе, 0
С; b1
, b2
- поправочные коэффициенты, принимаемые по /2, табл.9.4 и 9.5/. Расход воды на участке 12 (перемычка элеватора) определяется по формуле:
где Т1=1500
С - температура воды в подающем трубопроводе наружной тепловой сети; Т2=700
С - температура воды в обратном трубопроводе наружной тепловой сети Для удобства гидравлический расчёт сводится в таблице 1, сумма коэффициентов местных сопротивлений по участкам дана в таблице 2. После определения потерь давления на участке определяется суммарная потеря давления в расчетном циркуляционном кольце S (Rl+z) осн. уч
и сравнивается с располагаемым давлением. Должно выполняться равенство: S (Rl+z) =0,9*DРр
После определения диаметров трубопроводов основного циркуляционного кольца производится гидравлический расчет трубопроводов малого циркуляционного кольца системы отопления и определяется невязка, %, по формуле: значение не должно превышать 15 % где S (Rl+z) общ. уч
- потеря давления в общих участках, входящих в состав сравниваемых колей или ветвей системы, Па. При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметров, необходимо прибегнуть к установке диафрагм на стояках, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где DРд
- необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. По основному кольцу
: S (Rl+z) =10373 Па 0,9*DРр
=0,9*13313=11982Па 11982 Па ≈10373 Па - условие выполняется Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 1
определится по формуле: Dрр
малого. кольца
= Dрр
осн. кольца
- S (Rl+z) общих участков
, Па водяное отопление детский кинотеатр где S (Rl+z) общих участков
- потери давления в общих участках системы (участки 9-15) = 1596,4+402+464,1+37,8+464,1+402+1596,4= 4963 Па, Dрр
малого. кольца
=13313-4963=8350 Па. Увязка малого циркуляционного кольца 1:
Невязка, %, равна: Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 1 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 100 кг/ч - расход воды на участке 27 DРд
= 10373-4963-698,8 = 4711,2 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 2
определится по формуле: Dрр
малого. кольца
= Dрр
осн. кольца
- S (Rl+z) общих участков
, Па где S (Rl+z) общих участков
- потери давления в общих участках системы (участки 10-14) = 402+464,1+37,8+464,1+402= 1769,9 Па Dрр
малого. кольца
=13313-1769,9=11543,1 Па Увязка малого циркуляционного кольца 2:
Невязка, %, равна: Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 315 кг/ч - расход воды на участке 44 DРд
= 10373-1769,9-5231,6 = 3372 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 3
определится по формуле: Dрр
малого. кольца
= Dрр
осн. кольца
- S (Rl+z) общих участков
, Па где S (Rl+z) общих участков
- потери давления в общих участках системы (участки 11-13) = 464,1+37,8+464,1= 966Па Dрр
малого. кольца
=13313-966=12347 Па Увязка малого циркуляционного кольца 3:
Невязка, %, равна: Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле: где 390 кг/ч - расход воды на участке 68 DРд
= 10373-966-6467 = 2940 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па. Таблица 1 - Гидравлический расчет Таблица 2 - Таблица КМС Вход и выход через ОП
Кран КДР Отвод Тройник проходной 1 1 2 1 3,8 4 1,5 1 11,8 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1 1 1 1,5 1,5 10 14 Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1,5 10 11,5 1 Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1,5 9 10,5 1 1,5 Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1,5 9 10,5 1 Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1,5 10 11,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный 1 1 1 1 1 1,5 1,5 10 14 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Вход и выход через ОП
Кран КДР Отвод Тройник проходной 1 1 2 1 3,8 4 1,5 1 11,8 Отвод Тройник поворотный на ответвление 1 1 1,5 1,5 3 Отвод Тройник поворотный на ответвление 1 1 1,5 1,5 3 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Вход и выход через ОП
Кран КДР Отвод Тройник проходной 1 1 2 1 3,8 4 1,5 1 11,8 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Отвод Тройник поворотный на ответвление 1 1 1,5 1,5 3 Отвод Тройник поворотный на ответвление 1 1 1,5 1,5 3 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 1 1 1,5 2,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Вход и выход через ОП
Кран КДР Отвод Тройник проходной 1 1 2 1 3,8 4 1,5 1 11,8 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 3 1 1,5 5,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 3 1 1,5 5,5 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Вход и выход через ОП
Кран КДР Отвод Тройник проходной 1 1 2 1 3,8 4 1,5 1 11,8 Тройник проходной Отвод на 90˚ 1 2 1 1,5 4 Цель теплотехнического расчета: определение площади нагревательной поверхности отопительных приборов, достаточной для подачи в помещение требуемого количества тепла при расчетных условиях Исходные данные для расчета: · · параметры теплоносителя; · тип отопительного прибора · место и способ установки отопительного прибора. Средняя температура в отопительном приборе, присоединенном к стояку двухтрубной системы отопления, определяется по формуле: tср.
= 0,5* (tГ
+ tО
) tГ
,tО
- температуры горячей и холодной воды, 0
С; tв
- температура внутреннего воздуха, 0
С. Расчетная площадь теплового потока отопительного прибора qпр.,
Вт/м2
, определяется по формуле: где Dtср
=tср
-tв
- разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении, 0
С; n, р, спр
- экспериментальные числовые показатели /2, табл.9.2/; qном. -
номинальный тепловой поток прибора. Теплоотдача открыто проложенных теплопроводов определяется по формуле: Qтр.
=qв
*lв
+ qг
*lг
где qв
, qг -
теплоотдача 1м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м /2, табл. II.22/; lв
, lг
- длина вертикальных и горизонтальных труб, м. Расчетная площадь отопительного прибора, м2
, определяется по формуле: Qп -
тепловая нагрузка прибора, Вт; 0,9 - поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи открыто проложенных теплопроводов. Число секций в чугунном радиаторе определяется по формуле: где f1
= 0,244 - площадь одной секции, м2
; b4
- поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении /2, табл.9.12/; b3
- поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, определяется по формуле: Если расчетное число секций Nр
получается не целым, то к установке принимается ближайшее большее число секций Nуст.
Пример расчета 1 прибора:
При расчете отопительных приборов теплоотдача от труб, проложенных в подпольном канале не учитывалась.
tср.
= 0,5* (95+ 70) =82,50
С Dtср
=82,5-20=62,50
С qном.
=Qном
/f1
=185/0,244=758,2Вт/м Qном
- номинальный тепловой поток /2, прил. Х, табл. Х.1/. n=0,3 р=0.02 спр
=1.039 qв
=65 Вт/м qг
=84 Вт/м lв
=1,2м lг
=0,8м Qтр.
=65*1,2+84*0,8=145 Вт b4
=1 - для открытой установки прибора. Nуст
= 3 секции чугунного радиатора. Расчет сводится в таблицу 3. Таблица 3 - Расчет поверхности нагрева отопительных приборов |