2 Расчет системы отопления здания.

2.1 Краткое описание проектируемых систем отопления бытовок и вспомогательных помещений

К расчету принять однотрубную систему с замыкающими участками.

Дать описание проектируемой системы отопления, в котором указать: тип системы, место прокладки трубопроводов и стояков, способ подключения нагревательных приборов к стоякам, место установки нагревательных приборов. Обосновать выбор типа нагревательных приборов, принимаемых к установке. Характеристики нагревательных приборов принять из таблицы 2.3.

2.2 Выбор типа и расчет поверхности нагревательных приборов

Расчет нагревательных приборов выполнить в виде таблицы 2.1. Вспомогательные данные расчета нагревательных приборов определить по таблице 2.3.

Таблица 2.1

№ п/п	Номер стояка	Номер этажа	Номер комнаты подключенной к стояку	Теплопотери комнаты, Q	Сумма тепловых нагрузок комнат, подключенных к стояку	Суммарная тепловая нагрузка комнат выше или ниже рассчитываемой,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

В графу 2 вносится номер стояка согласно общей нумерации стояков зданий.

В графу 3 - номер этажа, для которого ставится нагревательный прибор. В графу 4 - номер комнаты на этаже, для которой считается прибор.

В графу 5 - теплопотери комнаты из расчета теплопотерь.

В графу 6 - сумма теплопотерь комнат, подключенных к рассматриваемому стояку, Q_CT, Вт.

В графу 7 - для системы с верхней разводкой сумма тепловых нагрузок комнат, включенных выше рассчитываемой, а при нижней разводной -ниже, .

В графу 8 - .

В графу 9 - , где

В графу 10 - температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор определяемая по уравнению 2.1.

где - температура горячего теплоносителя ;

- суммарная тепловая нагрузка нагревательных приборов при системе с нижней разводкой расположенных ниже рассчитываемого, а при системе с верхней разводкой - выше рассчитываемого;

- суммарная тепловая нагрузка нагревательных приборов, подключенных к стояку, Вт;

- перепад температур в стояке .

В графу 11 - масса теплоносителя, проходящего по стояку , , определяемая по уравнению 2.2.

(2.2.)

В графу 12 - коэффициент затекания а, принимаемый из таблицы 2.2. в зависимости от схемы подключения и соотношения диаметров трубопроводов.

Эскиз узла	Условные труб, , мм			Значение при скорости воды в стояке
	. стояка	перем.	, подвод	0,1	0,2	0,3	0,4
	20	15	20	0,32	0,32	0,27	0,27
	15	15	20	0,36	0,38	0,28	0,24
	20	15	15	0,52	0,45	0,44	0,42

В графу 13 - перепад температур теплоносителя в нагревательном

Приборе , °C, определяемый по уравнению 2.3.

, (2.3.)

где - тепловая нагрузка рассчитываемого прибора, Вт;

- коэффициент затекания теплоносителя.

В графу 14 - средняя температура теплоносителя в нагревательном приборе , определяемая по уравнению 2.4.

(2.4.)

Таблица 2.3 - Основные технико-экономические показатели нагревательных приборов (теплоноситель - вода)

Нагревательные приборы	единица физическая		Поверхность нагрева		Размеры, мм				Коэффициент теплопередачи , при	Масса, кг
			секц.	1 ЭКМ2	Высота		ширина	глубина
					полная	монтажная
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10
радиаторы чугунные
М-140		секц.	0,244	0,31	582	500	96	140	9,5	7,44
М-140-АО		то же	0,287	0,35	582	500	96	140	9,6	8,23
М-140-АО-300		тоже	0,17	0,217	582	300	96	140	10,0	5,29
РД-90с		тоже	0,203	0,275	582	500	96	90	10,1	6,95
М-90		тоже	0,205	0,261	582	500	96	90	9,8	6,58
Радиаторы стальные штампованные
МЗ-500-1		прибор	0,64	0,83	564	500	518	42	10,2	7,5
МЗ-500-4		то же	1,6	2,08	564	500	1262	42	10,2	18,8
МЗ-350-1		тоже	0,425	0,6	406	350	518	42	10,7	5,77
Мз-350-4		то же	1,062	1,49	406	350	1262	42	10,7	14,4

Расчет нагревательных приборов выполнить в виде таблицы 2.4

Таблица 2.4 - Растет нагревательных приборов

Номер помещения	Наименование внутренняя температура помещения	Температура теплоносителя,	Расчетный перепад температур,	Теплопотери помещения, Q расч, Вт	Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора,	Поверхность нагрева прибора,	Поправочные коэффициенты			Суммарный поправочный коэффициент	Поверхность работы прибора с учетом поправок ,	Количество секций в приборах, шт.	Поправочный коэффициент на количество секций,	Принимаемое количество приборов и секций «n»
							Остывание воды в трубах,	Способ установки прибора,	Способ подводки прибора,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

Поверхность нагревательного прибора рассчитать по формуле

,

Где - теплопотери помещения, Вт.

K - коэффициент теплопередачи прибора, .

- расчетный перепад температур, °С;

- температура теплоносителя на входе в прибор; =95 °C;

- температура теплоносителя на выходе из прибора; to=7O °C

- температура воздуха внутри помещения, С;

- коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах;

- коэффициент, учитывающий способ установки прибора;

- коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к нагреваемому прибору;

- коэффициент, учитывающий число секций в приборе.

В графу 1 внести номер помещения, согласно принятой нумерации.

В графу 2 внести наименование помещения и температуру в нем.

В графу 3 внести температуру входящего в нагревательный прибор теплоносителя; для жилых домов, школ, поликлиник принимают t_r=95 °C.

В графу 4 записать расчетный температурный перепад, , °C, определяемый по формуле:

= (2.6.)

В графу 5 внести теплопотери помещения, определенные в тепловом расчете.

В графу 6 внести коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, принятый из таблицы 2.3 в зависимости от вида принятого к установке прибора.

В графу 7 - поверхность нагревательного прибора F, м², определенную без учета поправок из уравнения:

(2.7)

В графу 8 - поправочный коэффициент , принимаемый для систем с открытой прокладкой трубопроводов = 1.

В графу 9 - поправочный коэффициент , принимаемый при установке у стены без ниши от 1,05 до 1,02 в зависимости от расстояния до подоконника, при установке в подоконной нише глубиной более 130 мм: от 1,11 до 1,06.

В графу 10 -поправочный коэффициент , принимаемый из табл.2.5.

(2.8)

где - расчетный перепад температур °С, определяемый из уравнения (2.6);

- перепад в нагревательном приборе =95°-70°=25 °C;

В графу 11 вносится суммарный поправочный коэффициент, определяемый как

В графу 12 -поверхность нагрева прибора , с учетом суммарного поправочного коэффициента, определяемая из уравнения:

Таблица 2.5 - Коэффициент , учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательным приборам и изменение теплоотдачи в зависимости

От относительного расхода воды.

Относительный расход воды g	Способ подводки теплоносителя
		…
0,5	0,91	0,93	0,95
0,7	0,96	0,97	0,98
1	1	1	1
2	1,02	1,07	1,06
3	1,03	1,12	1,09
4	1,04	1,15	1,12
5	1,05	1,17	1,14
6	1,06	1,19	1,15
7	1,06	1,21	1,17
Более 7	1,07	1,23	1,18

В графу 13 - количество секций в нагревательных приборах, определяемое из выражения.

(2.10)

где - поверхность нагрева одной секции, принимая из табл. 2.3.

В графу 14 - коэффициент , принимаемый при количестве секций до пяти включительно - 0,95; от пяти до десяти секций - 1; от одиннадцати до двадцати - 1,05.

В графу 15 - принимаемое количество секций, принимаемых к установке:

(2.11.)

Число нагревательных приборов, устанавливаемых в помещении, округляется до большего целого числа.

2.3 Гидравлический расчет системы отопления Обосновать выбор расчетного циркуляционного контура или контуров. Систему отопления присоединить к наружным тепловым сетям через тепловой пункт. Параметры воды в наружных сетях принимают по заданию 130/70.

На плане здания разместить нагревательные приборы, стояки, подающие и обратные магистральные трубопроводы проектируемой системы отопления, и тепловой пункт.

Выполнить аксонометрическую схему системы отопления в масштабе 1:100 по ГОСТ 2.302. На схеме нанести тепловую нагрузку по приборам, стоякам и отдельным контурам циркуляции. Разбить циркуляционные

контуры по ходу движения теплоносителя на расчетные участки с нанесением на них тепловой нагрузки, длины и порядкового номера. Расчет выполняется для наиболее неблагоприятных циркуляционных колец.

Для системы отопления, присоединенной к тепловой сети через элеватор, расчетное давление , должно быть в пределах 10-12 кПа.

Для нормальной работы необходимо, чтобы выполнялось условие:

(Rl+Z)<10-12 кПа, (2.12.)

где l - длина расчетного циркуляционного кольца, м;

R - удельная потеря давления на трение м;

Z - потеря давления на местные сопротивления, м.

Данные гидравлического расчета заносятся в таблицу 2.6.

Графа 1 - номер расчетного участка по схеме,

Графа 2 - тепловая нагрузка расчетного участка,

Графа 3 - массовая нагрузка в расчете на 1 °С.

(2.13.)

где

- расчетный перепад температур в системе отопления, °С;

с - теплоемкость воды 4,2

Q - тепловая нагрузка участка по теплоотдаче приборов, Вт; 3,6 - коэффициент переводов Вт в .

Номер участка	Тепловая нагрузка, ВТ	Массовая нагрузка, кг/с	Длинна участка, м	Предварительный расчет						Поправка к расчегу
				d, мм	w м/с	R, Па/м	R1, Па		Z
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16

Графа 4 - длина участка, указывают по схеме.

Графа 5 - диаметр трубы, d, мм.

Графа 6 - скорость движения теплоносителя w, м/с.

Для нахождения диаметра трубы и скорости движения теплоносителя определяют средние удельные потери давления от трения в данном кольце.

, (2.14.)

где - поправочный коэффициент (0,5 для водяной системы отопления)

- суммарная длина расчетного кольца. В зависимости от R_cp определяется диаметр трубы и скорость движения теплоносителя (таблица 2.7.).

Таблица 2.7, - Максимально допустимые скорости движения воды в трубо-проводах системы водяного отопления

Диаметр трубопровода	До 15	15	20	25	32	40	50	Более 50
Максимально допустимые скорости	0,25	0,3	0,65	0,8	1	1,5	1,5	1,5

В графу 7 вносят удельную потерю давления на трение на данном участке трубопровода:

(2.15.)

где d_y - диаметр трубопровода, м;

w - скорость теплоносителя,

- плотность теплоносителя, .

Значение определяют для стальных труб (таблица 2.8.)

Таблица 2.8.

	15	20	25	32	40	50	65	70	80	100
	2,75	1,9	1,4	0,9	0,8	0,58	0,42	0,37	0,32	0,26

В графу 8 записывают потери давления на трение на данном участке.

В графу 9 - суммарные коэффициенты местных сопротивлений по расчетному участку.

Значения коэффициентов местных сопротивлений выбирают из [1].

В графу 10 вносят суммарные потери давления на местные сопротивления по расчетному участку:

, (2.16.)

где w - скорость движения теплоносителя на данном участке, ;

- плотность теплоносителя, .

Затем определяют суммарные потери давления на трение и местные сопротивления для расчетного кольца и добавляют 10%" запас на неучтенные потери давления.

Если потери давления с учетом запаса окажутся значительно больше или меньше , то на отдельных участках кольца меняют диаметр труб, а результаты перерасчета заносят в графы 11-16 таблицы 2.5.

Неувязка в расходуемом давлении между отдельными контурами циркуляции в системах с попутным движением теплоносителя допускается до 15%, в двухтрубных системах с тупиковой разводкой - 25%.

2.4 Описание места установки теплового пункта и его расчет

Тепловой пункт рекомендуется установить на входе в здание тепловой сети от ТЭЦ. В тепловом пункте установить элеватор для обеспечения работы системы отопления помещений.

Определить коэффициент подмешивания элеватора, q:

(2.17)

где - температура теплоносителя на входе тепловой сети, взять из задания;

,- температура теплоносителя на входе в систему отопления бытовок и вспомогательных помещений, принимается 95 °С;

- температура теплоносителя в обратной линии тепловой сети, принимается 70°С;

1,15 - запас коэффициента подмешивания.

Массовый расход теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, :

(2.18)

где - суммарные теплопотери бытовок и вспомогательных помещений, Вт;

= 4.19 теплоемкость теплоносителя;

, - поправочные коэффициенты, принять из расчета нагревательных приборов вспомогательных помещений.

Определить диаметр горловины элеватора, d_r, мм:

, (2.19)

Определить диаметр сопла элеватора, , мм:

, (2.20)

Выбрать номер элеватора в зависимости от d_r из таблицы 2.9.

Таблица 2.9

Номер элеватора	1	2	3	4	5	6	7
Диаметр горловины	До 15	До 20	До 25	До 30	До 35	До 47	До 59

на одном валу с двигателем, , кВт:

(2.48)