В данной работе проводится расчет системы отопления для квартиры, где выбираются отопительные приборы (радиаторы), определяется число секций в выбранном радиаторе, проводится теплотехнический расчет ограждающих конструкций, рассчитываются теплопотери помещений.
Также в работе выполнен расчет вентиляции квартиры, с определением воздухообмена, приведен аэродинамический расчет каналов.
Расчет выполнен для г. Казань, для одной квартиры, расположенной на 2 этаже 3-х этажного дома.
квартира отопление теплопотеря воздухообмен
1. Исходные данные для г. Казань
Ориентация фасада здания В (восток)
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0.92, tн, єC -32.
8єС, Zсут 215.
8єС, tоп, єС -5,2.
Расчетная температура в помещении в холодный период года t, єС
для помещений жилой комнаты (1) и (2) 21-23
для кухни (4) 18-21
для коридора (3) и (7) 18-20
для ванны (6) 25
для уборной (5) 19-21
Примечание: Для теплотехнического расчета примем температуру в помещениях в холодный период года 21єС.
2. Теплотехнический расчет наружных ограждений
Цель расчета — подобрать такую толщину утеплителя, который для данного объекта соответствовал бы требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
? 1=0.01 м. Теплопроводность материала ?1=0.81 Вт/мєС.
?2=0.12 м. Теплопроводность материала ?2=0.87 Вт/мєС.
?3=0.100 м. Теплопроводность материала ?4=0.041 Вт/мєС.
?4=0.25 м. Теплопроводность материала ?4=0.76 Вт/мєС.
?5=0.01 м. Теплопроводность материала ?5=0.93 Вт/мєС.
Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле:
?вх?tн, мІ х єС / Вт. (1)
где n =1 — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху;
?tн=4 єС — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены;
? в=8.7 Вт/мІхєС — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены;в=21єС — температура внутреннего воздуха;тр=[(21 — (-32)) х1]/8.7х4=64/34.8=1.52 мІ х єС / Вт
Теплоизоляционные материалы (2)
... поверхностях составляет 10 °С. Например, коэффициент теплопроводности сухого воздуха составляет 0,023 Вт/(м*С). В различных странах методики измерения теплопроводности значительно отличаются, поэтому при сравнении теплопроводностей различных материалов ... раз выше, чем у наружных слоёв. Швы и ... материалы в зависимости от назначения подразделяют на изоляционно-строительные, которые применяют для утепления ...
Определяем требуемое (приведенное) сопротивление теплопередачи, исходя из условий энергосбережения, в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП.
ГСОП=(tв-tоп) хZоп, єС х сут. (2)
где tоп, Zоп — средняя температура наружного воздуха, єС и, соответственно, продолжительность отопительного периода, сут.
ГСОП=[(21 — (-5,2)] х215=5633 єСхсут.тр=3,36 мІ х єС / Вт (через ГСОП)тр=1.52 мІ х єС / Вт
Для дальнейших расчетов из двух значений требуемого сопротивления выбираем большее Roтр=3.36 мІ х єС / Вт.
По этому значению, с учетом коэффициента теплотехнической однородности, определяем термическое сопротивление слоя утеплителя.
Общее сопротивление теплопередаче ограждения находится по формуле:
=Rв+R1+R2+R3+R4+R5+Rн=1/ ?в+ ?1/ ?1++ ?2/ ?2+ ?3/ ?3+ ?4/ ?4+ ?5/ ?5+ 1/+ 1/?н (3)
где Rв и Rн — соответственно сопротивления теплообмену на внутренней и наружной поверхностях ограждения, мІ х єС / Вт.
=1/8.7+0.01/0.81+0.12/0.87+ ? утеп./0.041+0.25/0.76+0.01/0.93+1/23;
=0.1149+0.0123+0.1379+ ?утеп./0.041+0.3289+0.0107+0.0434
+ ?утеп./0.041; 2.71= ?утеп./0.041; ?утеп.=0.11 м.;
утеп.=111 мм. (по расчету);
утеп.=120 мм. (с учетом стандартной толщины утеплителя);
Общая толщина наружной стены 510 мм.
Фактическое термическое сопротивление наружной стены:
ф=1/ ?в+ ?1/ ?1++ ?2/ ?2+ ?3/ ?3+ ?4/ ?4+ ?5/ ?5+ 1/+ 1/?н=
=1/8.7+0.01/0.81+0.12/0.87+ 0.120/0.041+0.25/0.76+0.01/0.93+1/23=
=0.1149+0.0123+0.1379+2.44+0.3289+0.0107+0.0434=3.57 мІ х єС / Вт;
Коэффициент теплопередачи
К= 1/ R0ф=1/3.57=0.28, Вт/ мІ х єС; (4)
3. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания
Потери теплоты через наружные ограждения равны:
?), Вт (5)
где К — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/ мІ х єС;
- расчетная площадь ограждающей конструкции, мІ;
? — сумма добавочных потерь теплоты в долях от основных потерь;
? 1 — добавка на ориентацию стен, дверей и световых проемов по сторонам света.огр.для помещения (1)=0.33х24.35х [21 — (-32)] х1х (1+0.1)=468.47 Вт;
Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения
... по линии Т=const (слева направо). Рисунок 1.4 - Процесс кондиционирования воздуха на летний период Рисунок 1.5 - Процесс кондиционирования воздуха ... наклоном εп определяется допустимой разностью (перепадом) температур между приточным воздухом (точка Пр) и воздухом в помещении (точка П). ... от инфильтрации Поступление тепла за счет инфильтрации рассчитывается по формуле /4/: , (1.19) где - длина и ...
По формуле (5) определяется Qогр. для остальных помещений.
Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле
? хсх (tв-tн), Вт (6)
где Lинф. — расход воздуха, удаляемого естественной вытяжной вентиляцией, принимаемый равным 3 мі/ч на 1 мІ площади жилых помещений и кухни;
плотность воздуха, кг/мі, рассчитываемый по формуле
?=353/(273+t н) (7)
32))=1.46
с — теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1.005 кДж/(кгхєС);инф.для помещения (1)=0.28х55.35х1.46х1.005х (21 — (-32))=1205,23 Вт.
По формуле (6) определяется Qинф. для остальных помещений.
При определении тепловой мощности системы отопления учитывают бытовые тепловыделения Qбыт. (приготовление пищи, электробытовые приборы и т.п.), которые определяют для всех помещений, кроме лестничных клеток по формуле
быт.=kхFпл, Вт (8)
где k — норма теплопоступлений, равная 10-17 Вт на 1 мІ;пл — площадь пола помещений, мІ;быт. для помещения (1)= 15х18.45=276.75 Вт;
- По формуле (8) определяется Qбыт. для остальных помещений.
Тепловая мощность системы отопления Qполн. Определяется по потерям теплоты через наружные ограждения, теплозатратам на нагревание инфильтрующегося воздуха, за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитывается по формуле:
- полн.= Qогр.+ Qинф. — Qбыт., Вт;
- (9)
полн.для помещения (1) = 468,47+1205,23-276.75=1396.95 Вт;
- По формуле (9) определяется Qполн. для остальных помещений.
Полученные значения теплопотерь для всех помещений приведены в таблице №1.
Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочного решения здания определяют удельные показатели расхода тепла по формуле:
уд.=Qполн./Vн х (tв-tн), Вт/міхєС (9*)
где Vн — объем здания по наружному обмеру, мі;уд.=4140,57 Вт/4020.0 мі х (21 — (-32)) єС=0.02, Вт/міхєС;
- Удельная теплоэнергопотребность здания за год (отопительный период) qоп. определяют по формуле:
оп=[Qполн х (tв-tоп)/(tв-tн)]/(ГСОП/F), Вт/мІхєСхсут (9)
оп=[4140,57х (21 — (-5,2))/(21 — (-32))]/(5633/837.72)= 304,4 Вт/мІхєСхсут.
4. Выбор и расчет отопительных приборов
Поверхность нагрева приборов определяется по формуле
?1 х?2, мІ (10)
где qпр — расчетная плотность теплового потока, Вт/мІ;
?1х?2хспрхbхp=qномх [?tср/70] (1+n) х (Gпр/360) m хСпрхbхp (11)
где: qном — номинальная плотность теплового потока, Вт/мІ;
— нормированный массовый расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/ч;, m — эмпирические показатели степени соответственно при относительных температурном напоре и расходе теплоносителя;
?1,?2 — поправочные коэффициенты;
- безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается влияние атмосферного давления на тепловой поток прибора;
- 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;
?tср — средний температурный перепад между средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха tв, єС;
Использование фитонцидных растений для оздоровления воздуха помещений
... -на-Майне в 1994 г. состоялась конференция: "С растениями против смога. Лучшее качество воздуха — через озеленение помещений". Тематика этой конференции была связана с ухудшением экологии ... ственное растение, очень популярен в настоящее время среди жителей Новосибирска. В помещении, где растет мирт обыкновенный, не только снижается общее количество микроорганизмов в воздухе, но ...
?tср=[(tвх — tвых)/2] — tв = tвх — ?tпр /2 — tв (12)
где: tвх, tвых — температура воды, соответственно, входящей в прибор и выходящий из прибора, єС;
- ?tпр — перепад температур теплоносителя между входом и выходом отопительного прибора, єС;в — расчетная температура помещения;пр — расход воды в приборе, кг/ч;
- пр=(3.6хQпр)/c х (tг-tо), кг/ч (13)
где: tг, tо — температура воды в системе отопления, соответственно горячей и охлажденной, єС;
- с — теплоемкость воды, равная 4.187 кДж/(кг х єС);
Определяем расход воды в приборе, кг/ч, для помещения (1)
пр=(3.6хQпр)/c х (tг-tо)=(3.6х1493.06)/4.187х (95-70)=5375/62.805=85.58 кг/ч;
- ?tср=90 — (15/2) — 21=61.5 єС;пр= 406.25х (61./70) 1.3 х (85.58/360) 0.04x1x1x1=323.7 Вт/мІ;пр=1493.06/323.7×1.02×1.07=4.23;
- В качестве радиаторов выбраны биметаллические секционные радиаторы «Сантехпром БМ».
Модель радиатора РБС-500.
Площадь наружной поверхности fс, мІ 0.48
Коэффициент ?1=1.02
?2=1.07 ( у наружного остекления).
Схема движения теплоносителя принята сверху вниз.
Коэффициент n=0.3
Коэффициент c=1
Коэффициент m=0.04
Коэффициент p=1
Поправочный коэффициент b=1 (при 760 мм. рт. ст).
?3=0.99 для 8-10 секций в радиаторе.
Число секций в радиаторе:
?3/ fс (14)
где ?3 — поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе;с — поверхность нагрева одной секции (для секционных радиаторов);=4.23х0.99/0.48=8.55 принимаем 9 секций.
Для помещения (1) следует выбрать 1 радиатор 9 секций длиной 720 мм.
Для остальных помещений данные приведены в таблице 2.
Таблица 2
№ пом.Qпр, ВтGпр, кг/ч?tср, єСqпр, Вт/мІFпр, мІ ?3fсN, шт.Число приборов1234567891011493.0685.5861.5323.74.230.990.489921124.164.461.5318.91.60.990.484431124.164.461.5318.91.60.990.48444898.951.5361.5317.22.610.990.4866
Для жилого помещения 2 следует выбрать 1 радиатор с 4 секциями, длиной 320 мм.
Для помещения кухни следует выбрать 1 радиатор с 6 секциями, длиной 480 мм.
Для жилого помещения 3 следует выбрать 1 радиатор с 4 секциями, длиной 320 мм.
5. Вентиляция. Выбор системы вентиляции
В рассматриваемом помещении следует принять естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Вытяжные системы предусмотреть в помещениях кухни, уборной, ванны.
Приток воздуха в помещения неорганизованный, через форточки и неплотности в ограждающих конструкциях.
Классификация и устройство систем вентиляции и кондиционирования воздуха
... вентиляции из помещении удаляют загрязненный, загазованный воздух с избыточной теплотой и влагой и выбрасывают его в атмосферу. Вместо удаленного воздуха подают свежий воздух, забирая его снаружи, это и будет приточной вентиляцией. ...
Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяют по кратности вохдухообмена.
=VxKp, мі/ч (15)
где, L — объем удаляемого воздуха, мі/ч;
- кратность воздухообмена;- объем помещения, мі
Для кухни: L=1х90.27+100х1= 190.27 мі/ч;
- Для уборной: L= 1х119.16 + 50=169.16 мі/ч;
Таблица определения воздухообмена
№ помещенияНаименование помещенияРазмеры помещения, мОбъем помещения V, міНормируемый воздухообмен, мі/чКратность воздухообмена, чОбъем удаляемого воздуха L, мі/чРазмеры сечения каналов, ммЧисло каналовАВh12345678910114кухня+помещ. 33.22 5.412.60 3.223.0 3.038.01+52.26= 90.271003190.270.04715Уборная+ванна+помещ. 1+помещ. 21.50 1.50 5.41 5.410.9 1.67 3.41 3.223.0 3.0 3.0 3.04.05+7.5+ 55.35+52.26= 119.1625+2525169.160.0191
6. Аэродинамический расчет каналов
Целью данного расчета является определение, размеров вытяжных каналов для удаления нормируемого объема воздуха при расчетных условиях.
Расчет каналов следует производить, исходя из располагаемого давления, ?Ре, Па, при расчетной наружной температуре tн=+5єС.
? н -?в) х g, Па (16)
?н — плотность наружного воздуха при температуре tн=+5єС равная 1.27 кг/мі;
в — плотность внутреннего воздуха, кг/мі;
н=353/(273+ tв) (17)
где h — высота от жалюзийной решетки до верха вытяжки, м;
Определяем плотность наружного воздуха для кухни:
н=353/(273+21)=353/294=1.2 кг/мі;
Для остальных помещений плотность наружного воздуха определяется по формуле (16).
Определение располагаемого давления для кухни по формуле (15):
?н —?в) х g = 6.2 х (1.27-1.2) х9.81= 4.26 Па;
Располагаемого давления для уборной:
?н -?в) х g = 6.2 х (1.27-1.19) х9.81= 5.47 Па
Сечение канала определяется по формуле:
=L/(3600хv), мІ (18)
где v — нормируемая скорость движения воздуха по каналам, изменяется от 0.5 до 1.0 м/с;
Определение сечения канала для кухни:=190.27/(3600х1.0)=190.27/3600=0.052 мІ;
Определение сечения канала для кухни:=169.16/(3600х1.0)=169.16/3600=0.046 мІ;
По приложению 14 округляем полученное значение до стандартного, для кухни 0.073 мІ соответствует сечение канала 270х270 мм.
Для уборной округляем полученное значение сечения канала до стандартного 0.073 мІ, что соответствует сечению канала 270х270 мм.
Так как скорость выбрана произвольно, то по подобранному стандартному сечению находим фактическую скорость по формуле (17).
Для кухни получаем фактическую скорость:
=L/(Fх3600) =190.27/0.052х3600=190.27/187.2=1.02 м/с;
Аналогично определяется фактическая скорость для уборной.
Основы организации строительства систем вентиляции и кондиционирования ...
... вентиляцию из верхней зоны помещений кухонь, санитарных узлов, ванных и душевых комнат, а в некоторых случаях и жилых комнат. Приточный воздух ... здания. Правильное решение вентиляции определяет удобство монтажа и эксплуатации систем вентиляции, доступность системы для ... общественных зданиях не допускается объединение горизонтальными каналами вытяжных отверстий нескольких помещений. Не допускается ...
=L/(Fх3600) =169.16/0.046х3600=169.16/165.6=1.02 м/с;
Определяем эквивалентный диаметр для прямоугольного канала по формуле:
э=2 х а х b/(а+b), мм (19)
где a и b — стороны канала, мм;
Для помещения кухни эквивалентный диаметр равенэ=2х270х270/(270+270)=145800/540=270 мм;
Аналогично определяется эквивалентный диаметр для уборной.э=2х270х270/(270+270)=145800/540=270 мм;
По эквивалентному диаметру и фактической скорости находят потери давления на трение по приложению 10 [5].
Для помещения кухни потери давления составляют 0.07 Па/м;
№ уч.L, мі/чl, мaxb, ммdэ, мF, мІv, м/сR, Па/м Rxlx?, Парv, Па??Z, ПаRxlx?+Z, Па123456789101112131 кухня190.276.20270х2702700.0521.020.070.920.6721.342.262 уборная169.166.2270х2702700.0461.020.142.030.6021.203.23
Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формуле:
? х pvІ/2, Па (20)
где ? ? — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, которые принимаются по приложению 9 [2].
І/2 — динамическое давление, Па, принимаемая по номограмме рис. 8 [1].
Для кухни потери давления в местных сопротивлениях, составляют Z=2 х 0.67=1.34 Па;
- Для уборной потери давления в местных сопротивлениях, составляют Z=2х0.60=1.20 Па.
После определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях их сравнивают с располагаемым давлением по формуле:
((R x l)?+Z) х а??Pt (20)
где l — длина расчетного участка, м;
а — коэффициент запаса, равный 1.1-1.5;
коэффициент шероховатости, принимаемый по приложению 14 [1].
Для кухни:
4.26; 3.39< 4.26;
Для уборной:
(2.03+1.20) х1.5<5.47; 4.84 < 5.47
Исходя из полученных данных можно сделать вывод что вентиляционные каналы выбраны верно.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovoy/vozdushnoe-otoplenie-2/
1. Отопление и вентиляция жилого дома: Методические указания к курсовой и расчетно-графической работам для студентов строительных и экономических специальностей / Сост.: Т.Г. Дымолазова, Ю.Х. Хабибуллин. Казань: КГАСУ, 2008. — 48 с.
2. Тихомирнов К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. — М.: Стройиздат, 1991. -480 с.