Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»
Факультет инженерных систем и природоохранного строительства
Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
Курсовой проект
По дисциплине: «Отопление»
«Отопление жилого здания»
Подготовил:
Студент III курса,
Группы Т-91,
Осинский А.
Проверил:
Жильников В.Б.
Самара 2012
1. Источник теплоснабжения. Вид теплоносителя, его параметры и перепад давлений на вводе.
Здание питается от городских теплосетей. Теплоноситель – вода. Температура воды на вводе в здание 150 0C, на выходе 70 0C. Располагаемый перепад давлений на вводе в здание 125кПа.
2. Описание принятой системы отопления.
В курсовом проекте отопления жилых зданий принимаем центральную систему водяного отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя, с параметрами воды 95÷70°С,. Понижение температуры теплоносителя от величины, указанной в задании, до 95°С осуществляется в элеваторном узле на тепловом пункте, который размещается в подвале, в отдельном помещении. В элеваторе происходит смешение воды из теплосети и воды из обратной магистрали.
В проекте принимается однотрубная вертикальная система водяного отопления с нижней разводкой. К стоякам этой системы односторонне присоединены нагревательные приборы. Прокладка трубопроводов открытая.
В качестве нагревательных приборов приняты чугунные радиаторы типа МС – 140 АО.
Подающая магистраль прокладывается с уклоном 0,003 в сторону воздухосборников, обратная - с уклоном 0,003 в сторону теплового пункта.
3. Гидравлический расчёт системы отопления.
Гидравлический расчет трубопроводов в курсовом проекте производится для наиболее нагруженной ветви системы отопления. Рассчитываемая ветвь разбивается на участки. Расчетным участком считается отрезок трубопровода одного диаметра с постоянным расходом теплоносителя (т.е. трубопровод между двумя ответвлениями).
Гидравлический расчет выполняется одним из двух методов:
1. По заданному расходу воды в трубах (метод удельной потери давления);
2. По внутреннему диаметру труб (метод характеристик сопротивления).
3.1. Определение расчетного циркуляционного давления для расчетного циркуляционного кольца системы отопления здания.
За расчетное направление принимаем направление от теплового пункта до самого нагруженного прибора на стояке (Ст. 14). Расчетное циркуляционное давление можно определить по формуле:
где
- давление, создаваемое в сети насосом
(элеватор), Па;
- естественное циркуляционное давление,
Па,
Вычисляем требуемый коэффициент смешения по формуле:
(по
рис.10.19 стр.90 (5)
,
где
- естественное циркуляционное давление,
возникающее в расчетном кольце вследствие
охлаждения воды в приборах и трубах,
Па.
-
естественное циркуляционное давление,
возникающее в расчетном кольце вследствие
охлаждения воды в трубах, Па. Для нижней
систем отопления с насосной циркуляцией,
величиной
можно
пренебречь.
- естественное циркуляционное давление,
возникающее в расчетном кольце вследствие
охлаждения воды в отопительных приборах,
Па.
ΔΡр=
=10000Па
3.2. Расчет системы отопления здания методом характеристик сопротивлений при переменном перепаде температуры воды в стояках.
Цель гидравлического расчета – определение диаметра трубопроводов.
Расчет начинают вести от самого дальнего стояка в системе отопления (Ст.1) остальные стояки рассчитываются по аналогичной схеме.
Расчет сводят в таблицу №2.
1) В графы бланка заносят номер участка, тепловую нагрузку Qi .
2) Определяют ориентировочный расход воды на участках
с – удельная теплоемкость воды, с=4.19 кДж/кг0С
Δtc – расчетный перепад температур теплоносителя в системе отопления,
Δtc=tг-tо=95-70=250С
3) Задаются перепадом температуры воды в стояке расчетного кольца Δtст, находящемся в допустимых пределах (18-32) принятого в системе перепада температур.
Принимаем Δtст=29 0С
4) Принимают диаметр стояка и скорость воды.
5) Для каждого участка составляем перечень местных сопротивлений
и значений их коэффициентов, заносим значения в таблицу №1.
6) Определяют потери давления в стояке по формуле: Δpст=Sст*Gст2, Па.
7) Находят расход воды в остальных стояках, по известным значениям
,
где Sстi – характеристика сопротивления i-го стояка
Δpст i - располагаемый перепад давлений в стояке, принимается как алгебраическая сумма потерь давления на участках, образующих с рассматриваемым стояком замкнутый контур (кольцо).
8) Перепад температуры воды в стояках, определяется по формуле
Он должен находиться в допустимых пределах (18-320С) принятого в системе отопления перепада температур Δtс.о. Если это условие не соблюдается, то меняют диаметр стояка, либо устанавливается на стояке балансировочный клапан.
9) Последовательно вычисляют расход воды и потери давления на магистральных участках и во всех стояках расчетного кольца.
Расход воды на магистральных участках определяют как сумму расходов воды в стояках, обслуживаемых данным участком: Gi=∑Gст
В отличие от уже
рассчитанного, расход воды в остальных
стояках находят по формуле:
,
где Sстi – характеристика сопротивления i-го стояка
Δpст i - располагаемый перепад давлений в стояке, принимается как алгебраическая сумма потерь давления на участках, образующих с рассматриваемым стояком замкнутый контур (кольцо).
Гидравлический расчет системы отопления методом характеристик сопротивлений здания представлен в таблице 2.
Таблица №1. Коэффициенты местных сопротивлений.
|
№ участка |
наименование |
ζ |
∑ζ |
|
Б-А |
Тройник |
2,3 |
2,9 |
|
Кран проходной |
0,6 |
||
|
А-5 |
Кран |
1 |
3,3 |
|
тройник |
2,3 |
||
|
5-4 |
тройник |
2,3 |
2,3 |
|
4-3 |
тройник |
2,3 |
2,3 |
|
3-2 |
тройник |
2,3 |
2,3 |
|
2-1 |
Тройник |
2,3 |
3,4 |
|
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
||
|
Ст.1 |
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
20,4 |
|
Кран |
1,2 |
||
|
Тройник на проход |
2,3 |
||
|
3-х ходовой кран |
1,5 |
||
|
Радиатор |
10*1,2 |
||
|
Тройник на слияние |
2,3 |
||
|
Ст.2 |
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
12,1 |
|
Кран |
1,2 |
||
|
Тройник на проход |
2,3 |
||
|
3-х ходовой кран |
1,5 |
||
|
Радиатор |
5*1,2 |
||
|
Ст.3 |
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
12,1 |
|
Кран |
1,2 |
||
|
Тройник на проход |
2,3 |
||
|
3-х ходовой кран |
1,5 |
||
|
Радиатор |
5*1,2 |
||
|
Ст.4 |
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
12,1 |
|
Кран |
1,2 |
||
|
Тройник на проход |
2,3 |
||
|
3-х ходовой кран |
1,5 |
||
|
Радиатор |
5*1,2 |
||
|
Ст.5 |
Отвод на 90 градусов |
1,1 |
12,1 |
|
Кран |
1,2 |
||
|
Тройник на проход |
2,3 |
||
|
3-х ходовой кран |
1,5 |
||
|
Радиатор |
5*1,2 |
Таблица №2. Гидравлический расчет системы отопления методом
характеристик сопротивлений.
|
№
|
S
|
Q
|
G
|
L
|
d
|
λ/d
|
G/W
|
∑E
|
W
|
A*104
|
S*104
|
G
|
t
|
p
|
∑p
|
|
Ст1 |
3,9 |
9830 |
363,7 |
15,9 |
15 |
2,7 |
690 |
20,4 |
0,5 |
10,6 |
671,3 |
309,2 |
29 |
6417,9 |
|
|
2-1 |
3,9 |
9830 |
363,7 |
3,5 |
20 |
1,8 |
1250 |
3,4 |
0,3 |
3,19 |
31 |
309,2 |
- |
296,4 |
6714,3 |
|
1’-2’ |
3,9 |
9830 |
363,7 |
3,5 |
20 |
1,8 |
1250 |
3,4 |
0,3 |
3,19 |
31 |
309,2 |
- |
296,4 |
7010,7 |
|
Ст2 |
10,5 |
5990 |
221,6 |
15,9 |
20 |
1,8 |
1250 |
12,1 |
0,2 |
3,19 |
129,9 |
734,6 |
24 |
7010,7 |
|
|
3-2 |
1,5 |
15820 |
585,3 |
2,9 |
25 |
1,4 |
2000 |
2,3 |
0,3 |
1,23 |
7,8 |
734,6 |
- |
420,9 |
7431,6 |
|
2’-3’ |
1,5 |
15820 |
585,3 |
2,9 |
25 |
1,4 |
2000 |
2,3 |
0,3 |
1,23 |
7,8 |
734,6 |
- |
420,9 |
7852,5 |
|
Ст3 |
31,6 |
3460 |
128 |
15,9 |
20 |
1,8 |
1250 |
12,1 |
0,2 |
1,23 |
42,3 |
1360 |
21 |
7825,5 |
|
|
4-3 |
1,0 |
19280 |
713,4 |
5,1 |
32 |
1 |
3500 |
2,3 |
0,3 |
0,39 |
2,3 |
1360 |
- |
425,4 |
8250,9 |
|
3’-4’ |
1,0 |
19280 |
713,4 |
5,1 |
32 |
1 |
3500 |
2,3 |
0,3 |
0,39 |
2,3 |
1360 |
- |
425,4 |
8676,3 |
|
Ст4 |
14,4 |
5130 |
189,8 |
15,9 |
20 |
1,8 |
1250 |
12,1 |
0,2 |
3,19 |
129,9 |
817,3 |
19 |
8676,3 |
|
|
5-4 |
0,6 |
24410 |
903,2 |
3,7 |
50 |
0,55 |
7800 |
2,3 |
0,1 |
0,08 |
0,5 |
817,3 |
- |
33,4 |
8709,7 |
|
4’-5’ |
0,6 |
24410 |
903,2 |
3,7 |
50 |
0,55 |
7800 |
2,3 |
0,1 |
0,08 |
0,5 |
817,3 |
- |
33,4 |
8743,1 |
|
Ст5 |
7,6 |
7040 |
260,5 |
15,9 |
20 |
1,8 |
1250 |
12,1 |
0,2 |
3,19 |
129,9 |
820,4 |
19 |
8743,1 |
|
|
А-5 |
0,4 |
31450 |
1163,4 |
3,7 |
50 |
0,55 |
7800 |
3,3 |
0,2 |
0,08 |
0,3 |
820,4 |
- |
20,2 |
8763,3 |
|
5’-A’ |
0,4 |
31450 |
1163,4 |
3,7 |
50 |
0,55 |
7800 |
3,3 |
0,2 |
0,08 |
0,3 |
820,4 |
- |
20,2 |
8783,5 |
|
Б-А |
0,09 |
62650 |
2318,1 |
3,5 |
50 |
0,55 |
7800 |
2,9 |
0,3 |
0,08 |
0,4 |
820,4 |
- |
26,9 |
8810,4 |
|
А'-Б' |
0,09 |
62650 |
2318,1 |
3,5 |
50 |
0,55 |
7800 |
2,9 |
0,3 |
0,08 |
0,4 |
820,4 |
- |
26,9 |
8837,3 |
|
В'-В |
0,03 |
121320 |
4488,8 |
1 |
50 |
0,55 |
7800 |
0 |
0,6 |
0,08 |
0,04 |
820,4 |
- |
2,7 |
8840 |
3.3.Расчет системы отопления лестничной клетки методом удельных потерь давления.
Расчет сводят в таблицу №4.
1) Подсчитывают расход воды на участках
Qст – тепловая нагрузка соответствующего участка
С – удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг К)
2) Для заданного расхода воды на участке Gi определяют диаметр (d) трубопровода, действительные значения удельной потери давление на трение R и скорость воды w.
3) Определяют коэффициенты местных сопротивлений.
4) По таблицам (5, стр.235 табл. II.3) находят потери давления в местных сопротивлениях Z. Исходными данными для этого является скорость движения воды w и сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑ς.
Гидравлический расчёт лестничной клетки методом удельной потери давления.
Суммарные потери давления равны сумме удельных потерь давления R умноженных на длину участка l и потери давления в местных сопротивлениях Z.
По результатам расчета производится увязка. Сравниваются потери давления на магистральной ветви с располагаемым давлением. Расхождения должны быть в пределах 10%. Если увязка не получается то на ветке с меньшим расходом устанавливают балансировочный клапан.
Таблица №1. Коэффициенты местных сопротивлений.
|
№ участка |
наименование |
ζ |
∑ζ |
|
1 |
задвижка |
0,5 |
2,8 |
|
тройник |
2,3 |
||
|
2 |
вентиль |
16 |
20,9 |
|
тройник |
2,3 |
||
|
Отвод на 90 градусов |
1,3*2 |
||
|
3 |
тройник |
2,3 |
8 |
|
задвижка |
0,5 |
||
|
Отвод на 90 градусов |
1,3*4 |
||
|
4 |
вентиль |
16 |
20,9 |
|
тройник |
2,3 |
||
|
Отвод на 90 градусов |
1,3*2 |
Таблица №4. Гидравлический расчет лестничной клетки методом
Удельных потерь давления.
-
№ участка
Q
G
L, м
Dy
W
R
R*L
∑ζ
Z
R*L+Z
1
6260
228,4
0,95
15
0,4
160
152
2,8
169
321
2
3130
114,2
8,8
15
0,17
45
396
20,9
299
695
3
6260
228,4
1,7
15
0,34
160
272
8
452
724
4
3130
114,2
7,4
15
0,17
45
333
20,9
299
632
2372
8) из-за неувязки давлений мы ставим балансировочный клапан.
Подбираем диаметр диафрагмы:
