1. Загальні положення.

Тематика курсових проектів повинна відповідати змісту програми по предмету, а також відповідати наміченим навчальним і методичним цілям.

Рекомендується наступна тематика курсового проектування:

проект центрального опалення будинку:

- житлового,

- суспільного,

- цеху промислового підприємства,

- сільськогосподарського,

- лікарняно-профілактичного,

- підприємства суспільного харчування.

Варто пам'ятати, що циклова комісія відділення може розширити тематику з урахуванням місцевих умов і, головне, з урахуванням професій студентів заочного відділень і виконуваної ними роботи, а також умов конкретного об'єкта.

Курсове проектування по даному предмету підготовляє студентів до роботи над дипломним проектом, однак зміст курсового проекту не повинний дублювати майбутній дипломний проект чи розділи.

Вихідними матеріалами для курсового проектування є архітектурно - будівельні креслення (план будинку і розріз); індивідуальне завдання на курсове проектування з указівкою конкретного складу пояснювальної записки і графічної частини, оформлене на типовому бланку і затверджене цикловою комісією.

Відсутні вихідні дані студент вибирає самостійно чи за допомогою викладача – керівника проекту.

Одержавши завдання на курсове проектування, необхідно усвідомити його зміст і вимоги, пропоновані до оформлення пояснювальної записки і графічної частини проекту.

Варто пам'ятати, що всі розділи пояснювальної записки спочатку виконують у чорновому виді, а креслення в тонких лініях. Тільки після узгодження чорнових матеріалів керівником курсового проектування і їхнього затвердження можна оформляти розділи записки і креслення начисто (виконати остаточно обведення ліній, штрихування, нанесення розмірів, написів, позначень та інше.)

Для орієнтування студентів у трудомісткості окремих частин проекту рекомендується наступний зразковий розподіл часу на його виконання.

Таблиця 1. Розподіл часу на виконання курсового проекту.

№ п/п	Зміст роботи по виконанню окремих частин курсового проекту	Обсяг робіт у % від загального обсягу робіт
1	Ознайомлення з завданням і підбор необхідної літератури	5
2	Теплотехнічний розрахунок конструкцій, що обгороджують	10
3	Визначення теплових втрат	15
4	Вибір системи опалення і визначення поверхні нагрівальних приладів	15
5	Креслення плану з нанесенням системи опалення	5
6	Креслення схеми системи опалення і складання розрахункової схеми	15
7	Гідравлічний розрахунок трубопроводів	20
8	Підбор і розміщення компенсаторів, нерухомих опор, устаткування вузла чи підбор котла й устаткування автономного опалення..	5
9	Складання специфікації	5
10	Складання пояснювальної записки	5
	Разом	100

2. Обсяг, склад і зміст курсового проекту.

Курсовий проект складається з двох частин: пояснювальної записки обсягом 30-40 сторінок рукописного або печатного тексту формату А4 (210*297 мм) і графічної частини обсягом 2 листи формату А1 (594*841 мм). Слід зазначити, що пояснювальна записка є основною частиною проекту. Тоді як графічна частина проекту ілюструє основну його частину. Щоб уникнути грубих помилок графічна частина виконується після затвердження пояснювальної записки викладачем.

Склад і зміст курсового проекту залежить від теми і місцевих конкретних умов впровадження робіт, тому можуть бути різні. Однак практика виконання курсового проекту дозволила виробити методичні рекомендації загального характеру, які найбільш відповідають навчальним цілям.

Після захисту курсового проекту пояснювальна записка і графічна частина вкладаються в папку з зав'язками.

А. Склад і зміст пояснювальної записки.

Титульний лист є першою сторінкою записки.

Друга сторінка - «ЗАВДАННЯ НА КУРСОВЕ ПРОЕКТУВАННЯ». У завданні відображаються вихідні дані на проектування, вказується дата видачі завдання і термін здачі курсового проекту, а також ставиться підпис викладача який видав завдання.

Третя сторінка «ЗМІСТ» включає зміст розділів записки й основний напис (штамп), на якому ставлять свої підписи розроблювач проекту (студент) і його керівник (викладач).

Перелік розділів пояснювальної записки

Вступ

1. Теплотехнічний розрахунок огороджуючих конструкцій.

1.1 Параметри зовнішнього і внутрішнього повітря.

1.2. Характеристика матеріалів, що огороджують.

1.3. Визначення теплотехнічних характеристик зовнішньої стіни.

1.4. Визначення теплотехнічних характеристик підлоги.

1.5. Теплотехнічні характеристики віконних і дверних заповнень.

1.6. Теплотехнічні характеристики покриття.

1.7.Перевірка конструкцій зовнішньої стіни на можливість конденсації водяних парів.

1.8. Зведена таблиця теплотехнічних характеристик.

2. Визначення теплової потужності системи опалення.

2.1.Розрахунок теплового балансу будівлі.

2.2.Визначення питомої опалювальної характеристики будівлі.

3.Система опалення.

3.1.Вибір та конструювання системи опалення.

3.2. Гідравлічний розрахунок системи опалення.

4.Опалювальні прилади.

4.1 Вибір і встановлення опалювальних приладів.

4.2 Розрахунок опалювальних приладів.

5. Підбір обладнання теплового пункту.

Література.

ЗМІСТ РОЗДІЛІВ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ.

Вступ - обсяг 1-2 сторінки.

У вступі варто розглянути розвиток сучасної техніки, можливість економії теплових ресурсів, підвищення індустріалізації і механізації монтажних робіт, підвищення продуктивності праці і зниження вартості будівельних робіт.

ТЕПЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ОГОРОДЖУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ.

У цьому розділі варто визначити кліматологічні дані в районі будівництва, виконати теплотехнічний розрахунок конструкцій, що обгороджують.

ПАРАМЕТРИ ЗОВНІШНЬОГО І ВНУТРІШНЬОГО ПОВІТРЯ.

Для розрахунку і конструювання систем опалення необхідно визначити розрахункові температури зовнішнього повітря. Для систем опалення розрахунок ведеться по параметрах «Б» холодного періоду (температура «холодної п'ятиденки») згідно СНиП 2.04.05-91 «Опалення, вентиляція і кондиціонування». Внутрішні параметри приміщень будинків визначаються відповідно до норм проектування для основних приміщень будівлі по таблиці 1.4.( 2 ).

ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРІАЛІВ ЩО ОБГОРОДЖУЮТЬ.

У цьому пункті потрібно описати конструкцію зовнішньої стіни, покриття підлоги, визначити параметри експлуатації матеріалів огородження, які приймаються по сполученню внутрішніх розмірів і географічної зони вологості. (11)

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОВНІШНЬОЇ СТІНИ.

Згідно району будівництва по додатку l* (11) потрібно визначити зону вологості.

Згідно внутрішньої температури та вологості в приміщенні визначити вологісний режим по таблиці l ( 11)

Згідно вологісного режиму в приміщенні та зони вологості в районі будівництва визначити умови експлуатації будинку по додатку 2*( 11)

Згідно умов експлуатації будинку та матеріалу огороджувальної конструкції вибрати теплотехнічні показники будівельних матеріалів додатку 3* ( 11 ), по формі таблиці 1

Таблиця 1 Матеріал стіни

№ кулі	Матеріал стіни	γ кг/м3	δ м	Λ Вт/м°C
1	2	3	4	5

Визначити загальний термічний опір багатошарової зовнішньої конструкції та прирівняти до R норм – нормативне значення опору теплопередачі огороджувальної конструкції.

R^{загальн.} = Rв + R₁+R₂ +R₃ +R₄ +Rз

R^{загальн} – загальний термічний опір. м² ºС / Вт

Rв = l/αв – термічний опір тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції. м² ºС / Вт

αв- коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої огороджувальної конструкції.

Вт/ м² ºС (табл. 4 ( 11 ))

Rз= l/αз - термічний опір тепловіддачі зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції. м² ºС / Вт

αв- коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої огороджувальної конструкції.

Вт/ м² ºС (табл. 6 ( 11 ) )

Термічний опір окремих шарів однорядної огороджувальної конструкції визначається за формулою:

R = δ/λ , м² ºС / Вт

δ - товщина шару, м

λ-коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару .Вт / м ºС(додаток 3*( 11 ))

R^норм визначається по таблиці lа ( 11) згідно найменування огороджувальної конструкції та температурної зони в якій знаходиться район будівництва.

R^{загальн}. = Rв + R₁+R₂ +R₃ +R₄ +Rз = R^норм , м² ºС / Вт

R^норм = Rв +δ_1/λ₁+δ_2/λ₂ + δ_3/λ₃ +δ_4/λ₄+Rз

Якщо в умовах задачі не дана товщина будь якого шару , то рішення задачі зводиться до визначення товщини цього шару.

Наприклад:

δ₂ = (R^норм -Rв - δ_1/λ_l – δ₃/λ₃ - δ_4/λ₄ – Rз) λ₂

Після визначення товщини шару приймають стандартну товщину шару.

Визначають фактичний термічний опір R^факт

При цьому дотримують умови R^факт > R^норм

R^факт= Rв + R₁+R₂ +R₃ +R₄ +Rз =

Rв +δ_1/λ₁+δ_2/λ₂ + δ_3/λ₃ +δ_4/λ₄+Rз м² ºС /Вт

Визначають коефіцієнт теплопередачі

Кст = l/ R^факт Вт/м² ºС

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПІДЛОГИ.

У залежності від завдання на курсове проектування бувають два типи конструкції підлоги: перша – неопалюваний підвал, друга - підлоги розташовуються на ґрунті.

У першому випадку розрахунок теплотехнічних характеристик ведеться за наступною методикою:

Нормативний опір теплопередачі R^норм _п. визначається згідно таблиці 1а

( 11)

Коефіцієнт теплопередачі визначається згідно формулі

К = 1/R Вт/м² ºС

Для підлог на ґрунті, а так само для стін, розташованих нижче рівня землі термічний опір визначається по зонах. Зона – це смуга підлоги шириною 2 метри рівнобіжна зовнішнім стінам. Зон може бути тільки 4. Уся площа підлоги, що не ввійшла в третю зону, відноситься до четвертої зони.

Підлоги, разом із зовнішніми стінами, що знаходяться нижче рівня землі, у залежності від конструктивного рішення і характеристики шару, що утеплює, умовно можна розділити на три групи

: а) До не утеплених підлог відносяться підлоги, у яких кожний шар матеріалу має коефіцієнт теплопровідності λ ≥ 1,2 Вт/м² ºС. Опір теплопередачі не утепленої підлоги кожної зони приймається таким:

R_нп1з- для першої зони -2,1 м² ºС /Вт

R_нп2з- для другої зони -4,3 м² ºС /Вт

R_нп3з- для третьої зони -8,6 м² ºС /Вт

R_нп4з- для четвертої зони -14,2 м² ºС / Вт

б) До утеплених підлог належать підлоги, у яких хоча б один шар матеріалу має коефіцієнт теплопровідності λ< 1,2 Ут/м² ºС. Опір теплопередачі утепленої підлоги визначається як сума опору теплопередачі не утепленої підлоги відповідної зони і опору теплопередачі утеплювального шару:

R_уп=R_нп+R_ут

де

R_уп = δ_ут/λ_ут , м² ºС / Вт

δ_ут - товщина шару утеплювача, м

λ_ут - коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару, Вт/ м ºС

(додаток 3*( 11 ))

Опір теплопередачі не утепленої підлоги приймається з пункту а).

в) Для підлог на лагах опір теплопередачі вираховується за формулою:

R_л= 1,18* R_у.п.= 1,18* (R_нп+ δ_ут/λ_ут)

ТЕПЛОТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВІКОННИХ І ДВЕРНИХ ЗАПОВНЕНЬ.

Нормативний опір теплопередачі вікон R^норм_в.к визначається згідно з таблицею 1а ( 11 ). Далі за додатком 6 ( 11) приймається конструкція вікна.

Коефіцієнт теплопередачі визначається за формулою:

К =_1 Вт

Rв.к. м² ºС

Розрахунковий коефіцієнт теплопередачі визначається за формулою:

Квк = Квк – Кст

Тепловтрати розрахункових коефіцієнтів теплопередачі для віконних отворів визначається, як різниця коефіцієнтів теплопередачі вікна та стіни площі вікон не віднімається.

Опір теплопередачі дверних заповнень визначається за формулою:

Rд. = R ^факт_ст.*0,6

ТЕПЛОТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКРИТТЯ.

Нормативний опір теплопередачі покриття R^норм_пр визначається згідно таблиці 1а ( 11)

Коефіцієнт теплопередачі згідно формулі

К = 1 Вт

Rпр м² ºС

ПЕРЕВІРКА КОНСТРУКЦІЙ ЗОВНІШНЬОЇ СТІНИ НА МОЖЛИВІСТЬ КОНДЕНСАЦІЇ ВОДЯНИХ ПАРІВ.

Конденсація вологи на внутрішній поверхні огородження відбувається в тому випадку, якщо t на внутрішній поверхні огородження буде менше температури крапки роси.

Якщо t_в > t_р на 1 – 2 ˚С – конденсація відбуватися не буде.

 – температура при якій відносна вологість повітря при охолодженій досягає 100%.

Визначається температуру на внутрішній поверхні огородження за формулою:

_у =

По розрахунковій внутрішній температурі за таблицею 1.11. ( 2) визначається максимальна потужність водяної парі Е, мм. рт. ст

Приймається відносну вологість повітря.

мм. рт. ст

По дійсній пружності е зворотнім шляхом за таблицею 1.11 (2) визначаємо _р.

Далі роблять висновки.

ЗВЕДЕНА ТАБЛИЦЯ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

Таблиця 2. Характеристика огороджуючих конструкцій.

№ п/п	Найменування огородження	R,	До,
1	Зовнішня стіна
2	Покриття
3	Підлога
4	Вікна
5	Двері

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОВОЇ ПОТУЖНОСТІ СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ.

РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ БУДІВЛІ.

Втрати тепла (тепловтрати) приміщеннями Q_пр у холодний період складаються із тепловтрат через захищення Q_зах і витрат тепла на нагрівання зовнішнього холодного повітря, що надходить в приміщення шляхом інфільтрації Q_інф через зовнішні захищення.

Q_пр =Q_зах+ Q_інф

Тепловтрати через захищення визначаються як сума тепловтрат через стіни Q_ст, вікна Q_в , горищне перекриття Q_пер, двері Q_дв, підлогу на грунті Q_пл тощо.

Q_зах = Q_ст + Q_в + Q_пер + Q_дв + ……+ Q_підл

Тепловтрати через окремі захищення Q_зах, Вт, підраховуються по формулі:

Q_{за х}=F* (t _в- t _з)*n*(1+β)

R_заг

де

F- розрахункова площа захищення, м²;

R_заг- загальний опір теплопередачі захищення, м² ºС / Вт

t _в- розрахункова температура повітря в приміщенні, ºС

t _з- розрахункова температура зовнішнього повітря для холодного періоду долі, ºС

n- коефіцієнт, який приймається залежно від положення зовнішньої поверхні стосовно зовнішнього повітря згідно табл.3 (11)

β - коефіцієнт, що враховує збільшення тепловтрат через окремі зовнішні захищення при обдуванні їх вітром у січні зі швидкістю понад 4,5 м/с і повторюваністю по румбах 15% і більше. При швидкості вітру відповідного напрямку до 5 м/с коефіцієнт ? приймається 0,05; при швидкості вітру 5 м/с і більше - 0,1. Коефіцієнт β уводитися для зовнішніх вертикальних і похилих захищень житлових, адміністративних та промислових будинків.

Наприклад, для міста Львова частка додаткових тепловтрат β в окремих напрямках становитиме:

Таблиця 4 Додаткові тепловтрати через зовнішні вертикальні і похилі захищення при обдуванні їх вітром.

Показники	Напрямки вітру(румби)
	Пн	ПнСх	ПнЗ	Сх	З	ПдСх	ПдЗ	Пд.
Повторюваність напрямків вітру, %, в січні	4	6	12	9	23	16	18	12
Середня швидкість вітру, м/с	3,2	4,1	5,4	5	6,4	4,8	6,0	4,1
Коефіцієнт βдля захищень, орієнтованих на	-	-	-	-	0,1	0,05	0,1	-

Надходження повітря при природній витяжній вентиляції і крізь нещільності огородження називається інфільтрацією і визначається за формулою:

Qі = 0,337 Аn h (tв – tз), Ут

де:

Аn – площа підлоги в приміщенні, м2

h – висота приміщення від підлоги до стелі, алі не більше 3,0 метри, м.

Втрати теплоти на нагрівання повітря яке інфільтрується розраховуються для кожного приміщення, яку має одне та більше вікон або зовнішніх дверей, виходячи з необхідності підігріву опалювальними приладами зовнішнього повітря.

Тепловтрати підраховуються окремо для кожного приміщення, яке опалюється. Підрахунок тепловтрат проводитися в табличній формі.

У таблицю розрахунків заноситься номер приміщення в такий спосіб:

101,102 ...… 120- номера приміщень першого поверху;

201,202 ...… 220- номера приміщень другого поверху;

301,302 ...… 320-номера приміщень третього поверху.

Найменування окремих зовнішніх огороджень записують не цілком, а умовними позначками:

ЗС- зовнішня стіна; ПД- подвійні двері;

ПВ- подвійне вікно; Ст- стеля;

ОВ- одинарне вікно; Пл- підлога.

У четвертій графі вказуються сторони світу, на які орієнтоване те чи інше огородження. Найменування сторін світу записуються не цілком, а умовними позначками:

Пн, Пнсх, Пнз, Сх, З, Пдсх, Пдз, Пд.

У п'ятій і шостій графах записують розміри огороджень. Вимір зовнішніх поверхонь роблять у такий спосіб:

1) вікон, і дверей – по найменших розмірах прорізів у світлі;

2) стель і підлог над чи підпіллями підвалами - між осями внутрішніх стін чи від внутрішньої поверхні зовнішніх стін до осей внутрішніх стін;

3) висоту стін першого поверху при наявності підлоги, розташованого на ґрунті – між підлогою першого і другого поверхів; при наявності підлоги на лагах – від підлоги першого поверху до підлоги другого поверху;

4) висоту стін проміжного поверху - між підлогою даного і верхнього поверхів;

5) висоту стін верхнього поверху – від оцінки підлоги до верха шару горищного перекриття, що утеплює, чи верха без горищного покриття;

6) висоту стін одноповерхових виробничих будинків – від відмітки підлоги до перетинання внутрішньої грані стіни з покриттям;

7) довжину зовнішніх стін у не кутових приміщень - між осями внутрішніх стін, а в кутових приміщеннях – від зовнішньої поверхні зовнішніх стін до осей внутрішніх стін;

8) поверхні ділянок підлог на ґрунті чи на лагах, розташованих у куті зовнішніх стін, вводиться в розрахунок двічі, тобто по напрямку обох зовнішніх стін, що складають кут.

У сьомій графі проставляють величину площі огороджень, що є результатом перемножування їхніх лінійних розмірів і їхньої кількості, тобто результатом перемножування п'ятої і шостої граф.

У восьму графу проставляють коефіцієнти теплопередачі огороджень.

У дев'яту графу вносять розрахункову різницю температур з коефіцієнтом n.

У десяту графу вносять коефіцієнт, що враховує збільшення тепловтрат через окремі зовнішні захищення при обдуванні їх вітром

В одинадцяту графу вносять коефіцієнт добавок (1+β).

У графі дванадцятої проставляють сумарні втрати огородженнями, перемноживши 7,8,9 і 11 графи.

Дані графи 12 підсумовують по кожному приміщенню окремо. Потім визначивши Qі – інфільтрації, визначають загальні втрати теплоти в приміщенні, шляхом додавання 12 і 13 граф.

Підраховані значення тепловтрат заокруглюють до 10 Вт.

Таблиця 5. Тепловий баланс приміщень.

№ примі щення	Наймену вання при- міщан- ня та внутрішня температура	Найменування огород женя	Оріентація Огородження	Розмір огородження				К, Вт м2ºС		(tв-tз) n
				Довжи на м	Ширина М	Площа м2
1	2	3	4	5	6	7	8		9

β	1+β	Q зах Вт	Q і Вт	Загальні тепловтрати, Вт
10	11	12	13	14

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ОПАЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИТКИ БУДІВЛІ.

Питома опалювальна характеристика будівлі необхідна для перевірки вірності розрахунку теплового балансу будівлі.

Ця характеристика показує величину тепловтрат 1м³ будівлі за одиницю години при перепаді температур внутрішнього та зовнішнього повітря на 1 ºС визначається за формулою:

q =

де:

Q_буд – загальні тепловтрати будівлі, Вт;

V_буд – об’єм будівлі по зовнішньому обміру м³;

t_в – середня температура повітря в опалювальних приміщеннях, ˚С;

t_з – розрахункова температура зовнішнього повітря, яка дорівнює температурі холодної п’ятиднівки, ˚С.

СИСТЕМА ОПАЛЕННЯ.

ВИБІР ТА КОНСТРУЮВАННЯ СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ.

Систему опалення вибирають на основі техніко-економічного обґрунтування в залежності з вимогами санітарних та протипожежних норм та в залежності від призначення будівлі та режиму її експлуатації.

Головне призначення системи опалення будівлі – підтримувати в приміщеннях у продовж холодного періоду температуру, не нижче нижньої межі допустимої нормами, температури повітря.

Вибір системи опалення залежить від джерела теплопостачання, теплоносія, типу опалювальних приладів та обладнання.

Економічність системи опалення залежить від вартості матеріалів, обладнання, виготовлення, монтажу і експлуатації.

Створення економічної системи опалення неможливе без модернізації та влаштування нової технології. Уніфікація вузлів збільшує ступінь індустріалізації, при встановленні, знижує вартість та тривалість монтажу системи.

У виробничих будівлях майже завжди приймають центральні системи водяного, парового та повітряного опалення, рідше інші. Найбільш розповсюджена водяна система опалення, як найбільш гігієнічна, бездоганна в експлуатації, та найкраще регулюється в широких межах. Парова система не гігієнічна, тому приймається як виключення.

Слідуючи нормативним документам, конструювання системи опалення починають з розміщення:

- місцевого теплового пункту

- теплопроводів

- опалювальних приладів

- розміщують регулюючу арматуру та повітря випускні пристрої

- складають схему системи опалення.

Двотрубні системи забезпечують широкий діапазон регулювання, в ту годину як однотрубні системи дають стислий діапазон регулювання. В однотрубних системах добавлення води зверх розрахункового об'єму не приводь до збільшення передачі теплоти, таким чином дуже тяжко в однотрубних системах компенсувати недостатній переріз труб збільшенням потоку води. В ту годину в двотрубних системах легко компенсувати недостатній переріз радіаторів, оскільки добавка води зверх розрахункового об'єму дає додаткове тепло. Найбільш гнучким способом регулювання об'єму води являється попереднє встановлення термостатичного клапана на радіаторах.

У двотрубних системах поверхня радіаторів завжди номінально одного розміру, в ту годину в однотрубних системах поверхня радіаторів повинна збільшуватись по ходу системи, оскільки температура потоку, який поступає на радіатори, падає по мірі його ходу від радіатора до радіатора.

Трубопроводи систем опалення варто прокладати відкрито; схована прокладка повинна бути обґрунтована.

У системах опалення варто передбачати пристрої для спорожнювання системи від води; у будинках вище 4 поверхів і більш на кожнім стояку варто передбачати крани зі штуцером для приєднання гнучких шлангів.

Ухили трубопроводів варто приймати не менш 0,02; допускається прокладати трубопроводи без ухилів при швидкості руху води в них 0,25 м/с і більш.

Запірну арматуру допускається не встановлювати на стояках з числом поверхів три і менш.

Гідравлічний розрахунок системи опалення.

Метою гідравлічного розрахунку системи опалення є визначення діаметра трубопроводів на ділянках системи, сумарних гідравлічних опорів суміжних циркуляційних кілець, визначення відсотка запасу перепаду тиску в системі опалення.

Методика гідравлічного розрахунку.

Варіант 1. Використовується для розрахунку індивідуальних систем опалення з насосною циркуляцією теплоносія. Головною метою у цьому разі є визначення діаметрів трубопроводів системи і повних втрат тиску по циркуляційних кільцях для подальшого вибору циркуляційних насосів.

Послідовність розрахунку:

1. У масштабі 1:100 скласти аксонометричну схему системи опалення і визначити головні циркуляційні кільця, які звичайно проходять через найбільш віддалені від тепло генератора опалювальні прилади. Якщо розраховується система опалення багатоповерхового будинку, головні кільця визначити через прилади першого поверху найвіддаленішого стояка (для двохтрубних систем) або просто через останні стояки для однотрубних систем з тупиковою розводкою.

2. Розбити циркуляційні кільця на розрахункові ділянкі з незмінною витратою теплоносія по всій довжині ділянки. Присвоїти ділянкам номери, враховуючи при цьому, що можуть бути спільні ділянки для різних циркуляційних кілець. Нумерацію зручно вести по напряму руху води у трубопроводі. По масштабу креслення визначити довжину кожної ділянки у метрах.

3. Визначити витрату теплоносія по ділянках по формулі:

G_д=3,6^.Q /с^. (t_г-tо) кг/год

Де:

Q - теплове навантаження ділянки; Вт. Визначається як сума теплових навантажень опалювальних приладів, на які подається або відводиться вода по цій ділянці.

C - питома теплоємність води;

С = 4,19 КДж/кгºC

t_г, tо –температура води відповідно у прямому (гарячому) та зворотному трубопроводі системи опалення.

4. За допомогою довідкових таблиць або номограм визначити діаметр трубопроводу на ділянці, питомі лінійні втрати тиску і швидкість руху води. При цьому слід орієнтуватися на середнє значення питомих лінійних втрат тиску у межах 80 – 120 Па/м. Практика показує, що для порівняно невеликих будівель з автономними системами опалення загальні втрати тиску у системі в цілому відповідають характеристикам більшості малогабаритних циркуляційних насосів вітчизняного чи закордонного виробництва.

Ці операції провести з усіма ділянками кожного циркуляційного кільця.

5. За допомогою довідкових таблиць визначити коефіцієнти місцевого опору і їх суму по кожній ділянці.

6. Визначити по таблицях довідника місцеві втрати тиску () по кожній ділянці, використовуючи при цьому значення швидкості руху води і суми коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці.

7. Визначити повні втрати тиску по кожній ділянці за формулою:

Р = (R × l) + Z; Па

де R – питомі лінійні втрати тиску, визначені раніше, Па/м.

l – довжина ділянки, м.

8. Визначити сумарні втрати тиску по кожному циркуляційному кільцю як суму повних втрат тиску по ділянках , які належать відповідним циркуляційним кільцям.

9. Порівняти між собою значення втрат тиску по циркуляційних кільцях. Для нормальної роботи системи вони мають відрізнятися одне від одного не більш, як на 15%. Якщо ця умова не виконується, потрібно попарно (на Т1 і Т2) змінити діаметри на окремих ділянках кілець, які найбільше відрізняються по втратах тиску. Причому для зменшення втрат тиску треба збільшити діаметри і навпаки. Ділянки зі зміненими діаметрами перерахувати , знову визначити сумарні втрати тиску по кільцю і процент нев’язки.

10. Тиск, який має розвивати циркуляційний насос визначається за формулою:

Р = 1,1 × (Σ_Р - Р_пр); Па,

де Р_пр – природній циркуляційний тиск у системі. Для малоповерхових будівель (менше чотирьох поверхів) природний тиск незначний і його можна не враховувати. У розрахунку систем опалення багатоповерхових будинків значення природного тиску обчислюється за методикою, викладеною у довідковій літературі.

11. Всі розрахунки провести у формі таблиці:

№ ділянки	Довжина ділянки, м	Витрата тепла, Вт	Витрата води, кг/год	R, Па	Швидкість води , м/с	Σζ	Z, Па	R×l + Z Па
Циркуляційне кільце №1
...	...	...	...	...	...	....	...	...
...	...	...	...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...	...	...	...
								ΣР1 =
Циркуляційне кільце №2
...	...	...	...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...	...	...	...
								ΣР2 =

Варіант 2. Використовується для розрахунку центральних систем опалення, які приєднуються до теплових мереж. Відмінністю від першого варіанта є необхідність попереднього визначення циркуляційного тиску у тепловій мережі в місці абонентського вводу. У реальних випадках це можна зробити по замірах тиску у трубопроводах Т1 і Т2 за допомогою манометрів і розрахунку різниці між ними або по інформації підприємства, яке експлуатує теплові мережі. У курсовому або дипломному проектуванні значення циркуляційного тиску і параметри теплоносія надає керівник проекту.

Далі слід проаналізувати таку інформацію, як тип і призначення будинку, вид системи опалення, температура води у трубопроводі Т1 і прийняти рішення щодо необхідності зниження температури води перед системою опалення. У сучасних системах використовуються змішувальні насоси, у збудованих раніше -- водоструминні елеватори. У залежності від параметрів води циркуляційний тиск після цих пристроїв може мати різне значення і обчислюється за методами, широко представленими у довідковій літературі. Більшість сучасних котлів не розрахована на виробництво перегрітої води і тому ймовірність потреби у зниженні температури у системах опалення невеликих будівель малоймовірна. Якщо пристрої для зниження температури води не передбачено, циркуляційний тиск на вводі у систему опалення вважається рівним циркуляційному тиску у трубопроводах теплових мереж.

Далі визначаються середні питомі лінійні втрати тиску по кожному циркуляційному кільцю за формулою :

R_ср = β×Р_ц / Σl, Па/м

де Р_ц – циркуляційний тиск на вводі у систему опалення, Па

β – коефіцієнт, який враховує долю місцевих опорів, для однотрубних систем приймається у розмірі 0,6, для двотрубних – у розмірі 0,5.

Σl – сумарна довжина ділянок циркуляційного кільця, м.

Далі розрахунок системи відбувається так само, як і у попередньому варіанті, лише замість вказаного там значення орієнтовних питомих лінійних втрат тиску (80 - 120 Па) слід орієнтуватися на значення R_ср, яке розраховано для кожного кільця. Також наприкінці розрахунку має виконуватися не тільки умова мінімальних розбіжностей між втратами тиску по циркуляційних кільцях, але і умова, де Р_ц ≥ 1,1_Р. Якщо ці умови не виконуються, змінити діаметри декількох ділянок аналогічно до вказівок у варіанті 1 і повторити розрахунок.

ОПАЛЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ.

ВИБІР І ВСТАНОВЛЕННЯ ОПАЛЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ.

Вибір опалювальних приладів здійснюється з розрахунком економічних, архітектурно – будівельних, санітарно – гігієнічних та виробничо монтажних вимог, пред'явлених до приладам, а також з оцінкою їх теплотехнічних характеристик.

Переваги при встановленні опалювальних приладів потрібно віддавати приладам, які виготовляються в Україні, мають гладку поверхню, яка дозволяє їх легку очищення від пилку. До них можна віднести:

• радіатори чавунні марки МС-140-98, МС-140-108;

• радіатори чавунні марки М-140-АО;

• конвектори опалювальні марки «Комфорт-20»;

• конвектори марки «Акорд».

Опалювальні прилади, як правило, встановлюють під вікнами в місцях, доступних для їх огляду, ремонту та очищення. Довжина опалювального приладу винна становити не менше 75% ширини віконного прорізу. Опалювальні прилади в сходових клітинах слід розміщувати на першому поверсі відкрито. У ванних і душових приміщеннях сушарки для рушників необхідно приєднувати до системи опалення у випадку, якщо смороду не приєднані до системи гарячого водопостачання.

Кожний прилад системи опалення характеризується величиною теплового потоку при розрахункових умовах. Однак ці умови є далеко не завжди. На тепловий режим приміщень великий вплив має зміна температури зовнішнього повітря, збільшення або зменшення швидкості вітру, інтенсивності сонячної радіації, величини побутових тепло надходжень тощо. Для врахування цих факторів і відповідно регулювання теплового потоку нагрівального приладу встановлюють регулювальну арматуру.

Опалювальні прилади систем водяника опалення, які обладнані приладами обліку, повинні, як правило, обладнуватися автоматичними терморегуляторами.

Автоматичні регулятори теплового потоку (терморегулятори) також потрібно встановлювати на абонентських уведеннях, на фасадних або на трубопроводах самостійних систем, які обслуговують окрему групу приміщень, за умови, що теплова потужність їх перевищує 50 кВт.

Регулювальну арматуру для опалювальних приладів однотрубних систем необхідно приймати з мінімальним гідравлічним опором, а для приладів двотрубних системах з підвищеним гідравлічним опором. У двотрубних системах опалення на стояках встановлюються регулятори перепаду тиску на витрат, а в однотрубних - балансні вентилі.

РОЗРАХУНОК ОПАЛЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ.

Тепловий розрахунок приладів полягає у визначенні геометричних характеристик опалювальних приладів таким чином, щоб при заданих параметрах теплоносія їхня тепловіддача відповідала загальному значенню тепловтрат приміщення (з обліком відкрито прокладених труб).

Розрахунок виконується послідовно для шкірного приладу стояка (галузі). Цикл розрахунків повторюється для шкірного стояка (галузі) системи опалення.

1. Витрата води по стояку (відгалуженню).

Визначається один раз для шкірного стояка (відгалуження) у залежності від теплового навантаження по стояках і параметрів теплоносія.

кг/год

де: Qст – витрата тепла по стояку (галузі), Вт

tг – температура води на вході в стояк, ^оС

tо – температура води в зворотній магістралі

с – теплоємність води, Вт∙ ч/кг ^оС ∙ ,с= 1,16 Вт ч/кг∙ ^оС

Значення Gст є постійним для розрахунку всіх приладів, розташованих на даному стояку (галузі).

2. Середня температура води в приладі.

При визначенні середньої температури води в приладі не враховується остигання води в стояку і трубопроводах, що підводять, тому що в подальших розрахунках враховується площа цих приладів при визначенні площі приладу. Таким чином, тепловіддача трубопроводів входити в сумарну тепловіддачу приладу.

Середня температура води в приладі в двохтрубній системі опалення визначається по формулі:

tср.= t₁+ t ₂

2

Середня температура води в приладі в однотрубній системі опалення визначається по формулі:

де ΣQр – сумарне теплове навантаження перед приладом, Вт

Qпр – теплова потужність приладу, що розраховується, Вт

α – коефіцієнт затіканя води у прилад,

Gст -- витрата води по стояку або відгалуженню, кг/год

3. Температурний перепад між середньою температурою приладу і температурою навколишнього повітря.

tср = tср – tв , ^оС

Значення tв визначається по СниП 2.04.05-86 «Опалення, вентиляція і кондиціонування» чи по інших нормативних документах.

4. Комплексний коефіцієнт приведення до розрахункових розумів.

Нормативний тепловий потік з 1м² приладу визначається при ∆tcр = 70 ^оС і витраті води через прилад 360 кг/ч. для обчислення реального теплового потоку в заданих умовах застосовується комплексний коефіцієнт приведення до розрахункових розумів.

де:

Gпр = Gст ∙ α – витрата теплоносія через прилад, кг/год

B – коефіцієнт враховуючий атмосферний тиск В = 1

n = 1, p = 1, c = 1

Ψ = 1

Для системи опалення з параметрами теплоносія 95 - 70 ^оС значення φ звичайно знаходяться в межах 0,6 – 0,9 з поступовим зниженням по ходу теплоносія (якщо немає значних змін tв ).

5. Площа нагрівальної поверхні приладу.

м²

де:

Атр – площа відкрито прокладених трубопроводів системи опалення в даному приміщенні, що приходяться на один прилад, м²

Кну – номінальний умовний коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м^{2 о}С)

У даній формулі застосоване спрощення – обчислюється загальна площа трубопроводів, вертикальних і горизонтальних. При цьому їхній усереднений коефіцієнт теплопередачі близький до значення коефіцієнта секційних радіаторів. У випадку застосування звичайних схем опалення погрішність при обчисленні Апр не перевищує 2 –3%.

6. Число секцій радіатора.

шт.

де:

β₄ – коефіцієнт обліку способу установки.

β₃ - коефіцієнт обліку числа секцій радіатора.

Асек – площа однієї секції, м²

Отримане значення N округляють до цілого значення за наступними правилами: якщо дробова частина менше 0,2 – округлення йде в меншу сторону, якщо чи більше дорівнює 0,2 – округлення виробляється у велику сторону.

Розрахунок ведеться в табличній формі.

Таблиця 7. Розрахунок опалювальних приладів.

№	Q Вт	tв °С	ψ	t ср °С	Δtср °С	φк	Aтр м2	Aпр М2	β4	Nпр	β3	Nсек	До уст
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14