Конструирование отопительной системы и расчет её элементов

Отопление проектируется для создания в помещениях комфортного темпе­ратурного эксплуатационного режима в холодный и переходный периоды года. Все решения по отоплению должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.05-91* [6] и изменениям № 3 Госстроя России от 20.10.2002, № 37.

Проектирование должно предусматривать возможность применения поквартирных и секционных однотрубных систем с устройствами для учета рас­хода тепловой энергии и автоматизации работы. Конструкция системы должна позволять переводить работу на другие виды энергии, в частности, на электри­ческую энергию, на газ (в аварийных ситуациях). При этом предполагается обеспечение нормальных условий жизни или же ведения технологического процесса.

Проектирование и расчет котельной.

Наиболее целесообразно котельную или тепловой пункт проектировать в центре здания ближе к лестничной клетке. Это позволит в дальнейшем конст­руировать отопительную систему с равновеликими по сопротивлению «ветка­ми» (распределительным разветвлениям) и проектирование системы с попут­ным движением теплоносителя.

При котельной (или тепловом пункте) должно быть минимальное количе­ство помещений: котельный зал, мастерская, склад твердого топлива, туалет. К установке рекомендуются малые чугунные котлы, позволяю­щие при необходимости перевод их на газовое топливо и на автоматический режим работы.

Расчетная поверхность котлов:

q=

q= =9441,28

=6,38

где S-площадь поверхности котла

-суммарная мощность системы

где q- теплонапряженность поверхности котла, Вт/м² (приложение V);

а" - коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла; при­нимается равным 1,1, при обслуживании одного, и 1,15-1,20 при снабжении теплом более одного здания (группы).

Расчет размеров дымовой трубы:

Где -высота дымовой трубы, м

Определение склада топлива:

При котельной устраивается склад топлива

- площадь для хранения топлива [ ];

ч-часовой расход топлива ;

-удельный вес угля [кг/ ;

-количество часов работы котельной в течении месяца,600ч;

h’-высота хранения угля (2 м);

Расчет производительности циркуляционного насоса проводится по формуле:

=2017,18

где с_тр - средняя теплоемкость воды в пределах температур tг и to, кДж/кг°С; ориентировочно её можно усреднить до 4,3 |кДж/(кг°С)];

t_r- температура воды в горячих трубопроводах системы,^°С; to - то же в охлажденном трубопроводе, °С.

Определение действующего гидравлического давления Р:

Р = Σ(R_mр*l+Z)+ΔP_e [Па]

Р = 329,54+405,92=735,46 [Па]

где Σ(R_mр*l+Z)- расчетная потеря давления в наиболее загруженной «ветке», Па;

АР_е- гравитационное давление в системе определяется расчетом

ΔPe=g*h*(p₀-p_r)*ß Па,

ΔPe=9,81*1,3*(977,81-961,92)*0,7=405,92 Па,

где g = 9,81 м/с - ускорение Земли;

h - расчетная высота от середины котла до середины нагревательного при­бора первого этажа, м;

ро, р_г- плотность воды (охлажденной, горячей), кг/м³;

Р - коэффициент, учитывающий вид отопительной системы;

Гидравлический расчет

По окончании конструирования системы выполняется расчет основных труб разводящих магистралей и стояков по формуле:

Пример расчета

1. Рассматриваемый участок 1.

2. Тепловая нагрузка

3. Количество теплоносителя

4. Длина участка l=15,35 м

5. Сопротивление труб R_т=18,59 Па

6. Диаметр участка d=50 мм

7. Скорость движения теплоносителя w=0,175 м/с

8. Скорость давления

9. Суммарное количество коэффициентов: тройник на проходе 40х50 =1; Утка 50=0.5; воздухосборник как внезапное расширение и сужение ξ=1+0,5=1,5

10. Суммарные потери нагрева:

11. Суммарные потери давления

12. Сумма общих давлений

13. Общая сумма - складываем сумму общих давлений всех участков.

№ рассматриваемого участка	Тепловая нагрузка Qос, Вт	Количество теплоносителя G, кг/ч	Длина расчитываемого участка l, м	Сопротивление труб Rm, Па	Диаметр участка d, мм	Скорость движения теплоносителя W, м/с	Скорость давления Pd = ρ*w²/2	Суммарное количество, коэффициент ∑ζ	Суммарные потери нагрева Rт*l, Па	Суммарные потери давления ∑ζ*Pd, Па	Сумма общих давлений Rт*l+∑ζ*Pd, Па	Общая сумма ∑(Rт*l+∑ζ*Pd), Па	Примечание,эскизы коэффициентов, β
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Расчет по разводящей магистрали
1	54759,47	2118,05	15,35	18,59	50	0,175	14,73	3,0	285,35	44,19	329,54	329,54	Смотри
2	29469,54	1139,85	1,72	23,23	40	0,239	27,47	1,5	39,49	41,21	80,7	410,24	на
3	24985,43	966,42	5,52	16,98	40	0,223	23,92	1,0	93,73	23,92	117,65	527,89	Аксоно-
4	20689,47	800,25	6,48	11,79	40	0,168	13,57	1,0	76,40	13,57	89,97	617,86	Метри-
5	17609,31	681,12	5,46	18,86	32	0,188	17,0	2,0	102,97	34	136,97	754,83	ческой
6	12470,83	482,36	6,24	9,71	32	0,132	8,38	2,0	60,59	16,76	77,35	832,18	схеме
7	9205,99	358,39	6,48	23,82	25	0,174	14,56	1,0	154,35	14,56	168,91	1001,09
8	4368,68	170,07	6,09	17,28	20	0,131	8,25	1,5	105,24	12,37	117,61	1118,7
9	29469,54	1139,85	1,72	23,23	40	0,239	27,47	1,5	39,96	41,21	81,17	1199,87
10	54759,47	2118,05	7,16	18,59	50	0,175	14,73	2,0	133,12	29,46	73,5	1362,45

№ рассматриваемого участка	Тепловая нагрузка Qос, Вт	Количество теплоносителя G, кг/ч	Длина расчитываемого участка l, м	Сопротивление труб Rm, Па	Диаметр участка d, мм	Скорость движения теплоносителя W, м/с	Скорость давления Pd = ρ*w²/2	Суммарное количество, коэффициент ∑ζ	Суммарные потери нагрева Rт*l, Па	Суммарные потери давления ∑ζ*Pd, Па	Сумма общих давлений Rт*l+∑ζ*Pd, Па	Общая сумма ∑(Rт*l+∑ζ*Pd), Па	Примечание,эскизы коэффициентов, β
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

Расчет по обратной магистрали
1'	54759,47	2118,05	7,16	18,59	50	0,175	14,73	2,0	133,12	29,94	163,06	163,06	Смотри
2'	29469,54	1139,85	1,72	23,23	40	0,239	27,93	1,5	41,21	41,89	83,1	246,16	на
3'	25100,86	970,87	6,38	17,13	40	0,204	20,35	1,5	109,29	30,53	139,82	385,98	Аксоно-
4'	20263,55	783,77	7,05	11,4	40	0,164	13,15	1,0	80,37	13,15	93,52	479,5	Метри-
5'	16998,71	657,49	5,43	17,74	32	0,182	16,19	2,0	96,33	32,38	128,71	608,21	ческой
6'	11860,23	458,74	6,07	8,85	32	0,127	7,89	2,0	53,72	15,78	69,5	677,71	схеме
7'	8780,07	339,61	6,06	21,85	25	0,167	13,64	1,0	132,42	13,64	146,06	823,77
8'	4484,11	173,44	5,93	17,9	20	0,135	8,91	1,0	106,15	8,91	115,06	938,8394
9'	29469,54	1139,85	1,7	23,23	40	0,239	27,93	1,5	39,49	41,89	81,38	1020,21
10'	54759,47	2118,05	15,35	18,59	50	0,175	14,97	3,0	285,36	44,91	330,27	1350,48