Проектирование системы водяного отопления, и системы вентиляции жилого здания

R_ф > R^тр₀ ;

Окно:

R_ф = 0,55 м² °С/Вт ;

R_ф > R^тр₀.

Определяем  коэффициент теплопередачи К, ограждающей  конструкции  Вт/(м² °С), по формуле:

К = 1/ R_ф.                                                (5.1.4)

Стена:

К = 1/3,546 = 0,282 Вт/(м² °С);

Перекрытие:

К = 1/5,5564 = 0,179 Вт/(м² °С);

Окно:

К = 1/0,55 = 1,818 Вт/(м² °С). 
 
 

5.2. Определение теплопотерь  помещений.

Теплопотери помещений в жилых и гражданских  зданиях складываются из теплопотерь  через ограждающие конструкции (стены, полы, перекрытия, окна) и расходов теплоты на нагрев воздуха, инфильтрующегося в помещения через неплотности в ограждающих конструкциях. Система отопления должны восполнять эти потери, поддерживая в помещениях внутреннюю температуру, требующуюся по санитарным нормам.

До начала расчетов всем помещениям здания, в  котором определяются теплопотери, присваивают номера. Для первого  этажа номера 101,102..., т.д., для второго 201,202... и т.д., для лестничных клеток А,Б... .

Основные  потери теплоты помещения Qогр через ограждающие конструкции (Вт) определяют по формуле:

Q_огр = F*K(t_в-t_н)*n*(1+Σβ),                                    (5.1.5)

где F — расчетная площадь ограждающих конструкций, м²;

К —  коэффициент теплопередачи ограждающей  конструкции, Вт/(м² °С);

t_в ;t_н — расчетная температура воздуха  °С (по приложению I);

n — коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, применяемый по данным таб. 1.2.

Σβ — добавочные теплопотери приведены в таб.1.3.

Расчетные площади ограждений определяются по строительным чертежам с учетом линейных размеров.

Длину наружных стен не угловых комнат измеряют между осями внутренних стен до внешних  поверхностей угла. Высоту наружных стен первого этажа измеряют в зависимости от конструкции пола. Если пол на грунте, то определяют расстояние от уровня чистого пола  первого этажа до пола  второго этажа. Если пол расположен  над неотапливаемыми  подвалом, то измеряют отрезок от нижней плоскости конструкции до уровня чистого пола второго этажа.

Высоту  стен этажей определяют по расстоянию между уровнем чистого пола соответствующих  этажей, а верхнего этажа- от уровня чистого пола до верха утепляющего  слоя чердачного перекрытия. Наружные световые проемы окон и дверей измеряют по наименьшему размеру в свету.

Площадь перекрытия измеряют по расстоянию между  осями внутренних стен  и от оси внутренней стены до внутренней поверхности наружных стен. Площадь пола, лежащего на грунте или на лагах, вычисляют по зонам, представляющим собой полосы шириной 2 метра, условно проведенные параллельно наружным стенам. Для угловых помещений площадь первой зоны в углу стен учитывается дважды.

Расход  теплоты на нагрев инфильтрующего  наружного воздуха в жилых  и общественных зданиях определяются (Вт) по формуле:

Q_инф. = 0,28 L p_H *с*(t_в-t_н),                                      (5.1.6)

или по упрощенной формуле :

Q_инф. = F_пола*(t_в-t_н),                                            (5.1.7)

где L — расход удаляемого воздуха, м³/ч, принимаемый для жилых зданий 3 м³/ч на 1 м² площади жилых помещений и кухни;

p_H  - плотность наружного воздуха,

с —  удельная  теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг °С ,

 F_пола — площадь помещения в м² .

Расчетные теплопотери помещения, Вт, определяются:

Σ Q_расч. = Q_огр. + Q_инф — Q_быт.                                   (5.1.8)

где Σ Q_расч. — суммарные теплопотери через наружные ограждения  помещения;

Q_инф — расход теплоты на подогрев инфильтрующего воздуха;

Q_быт—бытовые тепловыделения от электрических приборов и других источников тепла, применяемых для жилых помещений и кухонь в размере 21 Вт на 1 м² площади пола.

 Q_быт. = F_пола *21.                                              (5.1.9)

Результаты  расчетов вносят в таблицу 1.4

Расчетные теплопотери, Q_расч.  следует округлять до 10 Вт.

 5.3 Определение удельной тепловой характеристике здания

Для теплотехнической характеристике и оценке конструкторских  решений и ориентировочного расчета  теплопотерь здания используют показатель — удельную тепловую  характеристику здания q_уд., Вт/(м² °С), которая равна

q_уд. = Q_зд / аV_н(t_в-t_н),                                       (5.1.10)

где, Q_зд  - ориентировочная потеря тепла всем зданием, Вт;

а- коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику климатических  условий;

V — строительный объем здания, м³, принимаемый по наружным габаритам;

t_в;t_н — расчетная температура наружного воздуха и преобладающая внутренняя температура, °С.

q_уд. = 30228,431 / 1,08*2703,71(44)=0,23Вт/(м² °С). 

6. Системы водяного  отопления.

Системы водяного отопления широко применяются в жилищном, гражданском и промышленном строительстве благодаря ряду преимуществ. Система водяного отопления гидравлически замкнута и имеет определенную вместимость отопительных приборов, теплопроводов и арматуры/ При повышении температуры воды в генераторах теплоты до 105°С, она расширяется и последовательно проходит магистральные трубопроводы, трубопроводы, подающие воду к отопительным приборам (стояки и подводки), отопительные приборы, в которых вода остывает, и далее возвращается по обратным стоякам и обратным магистралям к месту нагрева.

Водяные системы отопления различают:

- по  способу создания циркуляционного  давления на системы с естественным  побуждением, (движение воды осуществляется  под действием

 разности плотностей охлажденной воды после отопительных приборов и 
горячей воды, поступающих в систему отопления) и системы с искусственной циркуляцией, где движение воды происходит под действием насоса;  

- по  схеме отопительных стояков системы  двухтрубные, в которых горячая  вода поступает в приборы по одним трубам, а охлажденная отводится по другим, и однотрубные, в которых вода поступает и отводится по одним стоякам;

- по  месту прокладки магистральных  трубопроводов горячей воды на 
системы с верхней разводкой и системы с нижней разводкой;

- по  способу прокладки отопительных  стояков на стояки с вертикальным  и горизонтальным расположением  отопительных приборов (см. рис. 1.).

Выбор системы отопления начинается с  выбора источника теплоснабжения, в  качестве которого могут быть тепловые сети централизованного теплоснабжения или собственный источник тепла (котельная). Температура теплоносителя в системах водяного отопления определяется назначением здания.

 
 
 
 
 
 

Рис. 1. Система водяного отопления однотрубная  с принудительным

побуждением. 

а) стояк (П-образный) с нижней прокладкой подающих магистралей с вертикальным расположением  отопительных приборов; б) — система  с горизонтальными стояками с  попутным движением; 1 - котел; 2 — главный стояк; 3- расширительный бак; 4 - стояк;

5 - воздушный  кран; 6 - горизонтальный стояк; 7 —  край двойной регулировки; 

8 —трехпроходной  регулирующий кран; 9 - циркуляционный  насос; 10 - подающий магистральный  трубопровод; 11 — обратный магистральный трубопровод;

12 - отопительный  прибор. 

Действующие нормы  предписывают в общественных и административно-бытовых зданиях  проектировать водяные однотрубные  системы  отопления с искусственным  побуждением циркуляции теплоносителя. Но в условиях перехода к рыночной экономике стали применять системы водяного отопления от домовой котельной с естественной, циркуляцией для отопления двухэтажных жилых домов.

В системах с искусственной циркуляцией  устанавливается циркуляционный насос, что требует повышенной  надежности электроснабжения. Но эти системы наиболее экономичны, так как требуют меньших капиталовложений из-за небольшой металлоемкости. Диаметры труб в данных системах меньше, так как возможны большие скорости воды.

При малой  этажности применяют двухтрубные и однотрубные системы водяного отопления, Однотрубные системы проще в регулировке и монтаже. В двухтрубных во все приборы поступает теплоноситель с одним значением температуры, в результате чего требуется меньшая площадь приборов.

Подключение системы отопления к тепловым сетям возможно по зависимой и независимой  схемам теплоснабжения.

В зависимой  схеме подключение системы к  тепловым сетям производится с гидроэлеватором, и вода поступает непосредственно, в системы абонентов. Элеватор осуществляет снижение температуры сетевой, воды перед внутренней системой отопления со 130-150°С до 95-105°С путем подмешивания охлажденной воды после системы отопления. Для нормальной работы гидроэлеватора требуется разность давлений в подающем и обратном трубопроводах не менее 0,08- 0,15 Мга. Простота и надежность работы элеватора, не требующего постоянного обслуживания, и дешевое оборудование теплового пункта отличают эту схему.

Зависимое присоединение при совместной установке  элеватора и насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды позволяет более универсально и надежно осуществлять циркуляцию воды в системах отопления при аварийном отключении от тепловой сети.

При этой схеме появляются затраты на насос  и дополнительный расход на электроэнергию, а также шум. Этот способ применяется для отопления жилых и общественных зданий до 12 этажей.

В независимых  схемах теплоснабжения подключение  к теплосетям производится с помощью  теплообменного аппарата — водонагревателя, Данная схема применяется, когда  необходимо гидравлически изолировать местную систему отопления от тепловой сети.

В связи  с увеличением тепловой нагрузки, радиуса действия тепловых сетей, а  также строительства зданий выше 12 этажей, если напор в сети недостаточен, то независимая схема является наиболее приемлемой. Эта схема дороже и сложнее зависимого присоединения.

Элеваторы, водонагреватели, насосы и другое оборудование устанавливаются в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) при теплоснабжении здания или в центральных (ЦТП) —  при снабжении нескольких зданий.

Тепловые  пункты - важное звено в системах, централизованного отопления, связывающие тепловую сеть с потребителем и представляющие собой узел присоединения-потребителей тепловой энергии к тепловой сети. В тепловом пункте осуществляется подготовка теплоносителя определенной температуры и давления, регулирования их, поддержания постоянного расхода и учета потребления теплоты.

В системах ИТП водоструйный 
элеватор осуществляет снижение температуры сетевой воды путем подмешивания обратной воды, задвижки служат для отключения систем отопления от тепловой сети. Грязевик защищает систему отопления от попадания загрязнений в тепловую сеть, а грязевик на обратной сети – для  
защиты водомера. Регулятор расхода обеспечивает постоянный расход в сети. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2. Тепловой узел системы  отопления, присоединяемой к теплосетям

по  открытой схеме.

1 - грязевик; 2 - регулятор расхода; 3 - гидроэлеватор; 4 - расходомер; 5-система отопления.