Отопление и вентиляция гражданского здания

            Гидравлический расчет трубопроводов сводится к подбору диаметров подводок, стояков и магистралей таким образом, чтобы при заданном циркуляционном давлении к каждому прибору поступало расчетное количество теплоты (теплоносителя), равное тепловой мощности системы отопления данного помещения.

     Для расчета необходимо выделить главное  циркуляционное кольцо, проходящее через  наиболее удаленный и нагруженный  стояк наиболее нагруженной ветви.  В нашем случае, расчет главного циркуляционного кольца будем проводить  через стояк № 12.

     Определим расчетное циркуляционное давление для главного циркуляционного кольца по формуле:

     Р_ц = ∆Р_со + Б*∆Р_Е

Б – коэффициент, для однотрубных систем, равный 1;

∆Р_со – насосное давление, передаваемое элеватором в систему отопления, равно 8998,157 Па;

∆Р_Е – естественное давление от остывания воды в отопительных приборах, Па, определяемое по формуле:

Для однотрубных  систем

∆Р_Е = 6,3*  (t_г – t₀)Ʃ(Q_ih_i)/Q_ст;

Где h_i – высота расположения центра прибора относительно оси элеватора м;

Q_i – тепловая нагрузка отопительного прибора i – го этажа, Вт;

Q_ст – тепловая нагрузка расчётного стояка, равная сумме тепловых нагрузок всех приборов, присоединённых к этому стояку, Вт;

t_г – температура воды в падающей магистрали отопления, принимаем равной 95ºС;

t_о – температура воды в обратной магистрали, равна 70ºС;

для приборов 1 этажа h=1,791 м ;для приборов 2 этажа h=4,891 м;

     Р_ц = 8998,157 + 1∙6,3∙25∙(1,791∙800+4,891∙820)/(820+800)=9527,38 Па 

Расчет  однотрубных стояков  ГЦК.

Определяют длину  труб стояка от падающей до обратной магистрали, включая подводки к приборам. Находят  количество воды  G_do=0,86Q_ст/(t_г-t_о).Задают диаметры труб таким образом, чтобы скорость движения воды не превышало 1 м/с, и по номограмме для G_do определяют потери давления P_y, Па/м, на 1 пог. м трубы, учитывающие потери на трение и в местных сопротивлениях.

Р_ст= P_y∙l_ст ,

Где l_ст – длина стояка, участка, м.

Полные потери давления в стояке должны быть в пределах (0,6-0,7)Р_ц. При необходимости стояк делается составным, т.е часть стояка принимают другого диаметра. 

Расчет  магистралей.

Потери давления в магистралях Р_маг составляют 0,9(Р_ц-Р_ст). В табл. Заносят номера участков, их тепловые нагрузки и длины. Определяют количество воды на участках G_do, кг/ч. Ориентировочные удельные потери давления в магистралях Р_у.ор рассчитываются по формуле: Р_у.ор= Р_магƩl.

Где Ʃl – суммарная длина всех участков магистралей ГЦК, м. Диаметры труб таким образом, чтобы скорость движения воды не превышало 1 м/с и удельные потери давления Р_у , определяемые по номограмме, были бы наиболее близки к Р_у.ор. По принятому диаметру труб и фактическому расходу воды по той же номограмме определяют фактические удельные потери давления Р_у и скорость движения воды V. Значения Р_у,V записываются в табл. ,вычисляют полные потери давления на участках  Р= P_y∙l_ст и суммарные - Р_маг по всему ГЦК.

Расчёт ГЦК считается  законченным, если запас давления, определяемого  по формуле

 Р_зап=(Р_ц-Р_цк)/Р_ц ∙100% равен 5 -10%:

Где Р_цк= Р_маг+Р_ст – суммарные потери давления навсех участках магистралей и стояке ГЦК, Па. Если Р_цк больше Р_ц значит диаметры труб занижены.На участках следует увеличить диаметры труб и сделать пересчёт потерь давления. Если значения Р_цк окажется значительно меньше Р_ц то следует уменьшить диаметры труб отдельных участков, потери давления на котором малы. 

Расчёт  параллельных стояков  или участков.

Потери давления в параллельных стояках или участках Р_стп ,Па, должны быть равны сумме потерь давления в ранее рассчитанных полукольцах Р_пол , образованных участками магистралей и стояком ГЦК,считая от места присоединения до точки слияния параллельных участках, т.е.

Р_стп= Р_пол=ƩР_маг+Р_ст.гцк

Р_стп=3565Па.

Расчёт параллельных стояков или участков считается  законченным, если невязка

 Р_пол=9536,56-4971,1=4565,46 Па

∆=(Р_пол-Р_стп)/Р_пол ∙100%>22%

Составляет для  однотрубных тупиковых систем 15%.

Велечина потерь давления в параллельном полукольце ГЦК: Р_пол= ƩР_маг+Р_ст.гцк

Если невязка превышает  указанные выше велечины, то изменяют диаметры труб параллельных стояков  или участков и делается пересчёт потерь давления.

В стояке ГЦК ставим дроссельную шайбу =3,25 мм.

В связи с тем  что невязка стояка 4 не получилась ставим регулировочную арматуру. В каждом стояке системы необходимо предусмотреть дроссельную шайбу.

Проверим  запас Р_зап=(P_ц – Р_цк)×100%/ P_ц=(9527,38-8536,1)/9527,38≈10%

    Таблица 12. Гидравлический расчет системы отопления

 

4.4. Расчет поверхности и подбор отопительных приборов:

Для расчета принимаем  радиатор чугунный секционный М-90

Техническая характеристика (для одной секции):

площадь нагревательной поверхности  =0,2м;

номинальная плотность  теплового потока =700 Вт/м.

Расчетная поверхность  нагрева отопительного прибора:

, м²,где – поверхностная плотность теплового потока прибора:

, Вт/м²,где – номинальная плотность теплового потока прибора, Вт/м²;

– температурный напор: , ⁰С,

Расчетное число  секций на отопительном приборе N_P:

,где – поверхность одной секции, м²;

= 1 (коэффициент, учитывающий  способ установки прибора);

– коэффициент, учитывающий число  секций в приборе:

Значение коэффициента приборов β₁ и показателей степени n и р

 

Полученное число  секций N_P округляю до целого (установочного) N_уст следующим

образом: если десятичная дробь больше 0,28 - в сторону увеличения, если меньше или равна 0,28 - в сторону  уменьшения. 

 
 
 
 

      5. КОНСТРУИРОВАНИЕ  И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ  ВЕНТИЛЯЦИИ. 

      В соответствии с требованиями СНиПов в здании принимаем естественную приставную вытяжную вентиляцию с удалением  воздуха из санузлов и кухонь. Приток воздуха неорганизованный через ограждающие конструкции. Воздух перемещается  под действием естественного давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда створки оконных рам. 

      5.1. Расчет воздухообмена  в помещениях.

      Рассчитаем  воздухообмен для каждой жилой квартиры. Количество удаляемого воздуха для  жилых комнат L_жк, м³/ч, определяется по формуле:

      L_жк = 3А_п, где

      А_п – площадь пола жилых комнат, м².

      Воздухообмен  в кухнях и санузлах принимаем  по нормам воздухообмена:

      - кухня с электроплитой    60

      - ванная индивидуальная     25

      - уборная индивидуальная    25

      - совмещенный санузел     50

      За  расчетный воздухообмен квартиры принимаем  большую из двух величин: суммарного воздухообмена для жилых комнат или суммарного воздухообмена для кухни и санузлов. Удаление воздуха из квартиры производим через вытяжные решетки и каналы, расположенные в кухнях и санузлах. 

      Произведем  расчет воздухообмена типовых помещений 1-го этажа.