Проектирование системы водяного отопления, и системы вентиляции жилого здания

   3. Расчетные потоки теплоты для участков системы определяются по формуле:

Q_уч = ∑Q₁,                                                      (9.1)

     где      ∑Q₁ — сумма тепловых нагрузок нагревательных приборов, к которым проводиться или от которых отводиться теплоноситель по данному участку.

   4. Определяется циркуляционное давление для каждого рассчитываемого кольца ∆Р_р, Па.

        В системах с естественной циркуляцией:

 ∆Р_р = ∆Р_е,                                                      (9.2)

∆Р_е =∆Р_е.пр +  ∆Р_е.тр,                                              (9.3)

где ∆Р_е.пр  - давление, возникающее за счет остывания воды в приборе;

∆Р_е.тр — т.ж за счет остывание воды в трубах ,учитывается только для систем с верхней разводкой и определяется по приложению 8.

давление, возникающее за счет остывания воды в приборах, для разных схем отопления  для систем с естественной и насосной циркуляцией находится по одним формулам.

Для двухтрубных  систем водяного отопления:

∆Р_е.пр = gh(ρ_о– ρ_r),                                              (9.4)

где h — расстояние от центра котла или водонагревателя (м) до центра нагревательного прибора в расчетном кольце;

 ρ_о; ρ_r — плотности горячей и охлажденной воды в системе отопления, кг/м³.

Для однотрубной  системы водяного отопления :

∆Р_е.пр = gh_пр(ρ_о– ρ_r) +  gh₁(ρ_см1 – ρ_r) +  gh₂(ρ_{см 2} – ρ_r),             (9.5)

где h_пр — вертикальное расстояние от центра генератора тепла до низа нагревательного прибора первого этажа, м;

h₁ ;h₂ — вертикальное расстояние от низа нагревательных приборов одного этажа до низа приборов следующего этажа, м;

ρ_о; ρ_r; ρ_см1; ρ_{см 2} — плотности, поступающие в систему смеси воды на соответствующем участке, кг/м³.

Плотность воды определяется в зависимости  от ее температуры по справочным данным (приложение 3).Температура воды на участках однотрубной системы водяного отопления  определяется по формуле:

t_см = t_r — ΣQi ∆t_см/Q_ст,                                             (9.6)

где t_r — температура горячей воды подаваемой в систему отопления, °С;

Σqi — суммарная тепловая нагрузка приборов на стояке, Вт;

∆t_см — перепад температур теплоносителя на стояке, равный (t_r  - t_о) ^оС;

Q_ст – тепловая нагрузка стояка, Вт.

В системах с насосной циркуляцией расчетное  циркуляционное давление для каждого  рассчитываемого кольца ∆Р_р, Па, определенного по формуле:

 ∆Р_р = ∆Р_нас + Е∆Р_е = ∆Р_е /1,4(1 + U)² + Е[gh(ρ_о– ρ_r) + ∆Р_е.тр],        (9.7) 

где ∆Р_нас — циркуляционное давление, Па, создаваемое насосом или гидроэлеватором, обычно принимают ∆Р_нас = 8-10 кПа;

∆Р_е — естественное давление, вызванное охлаждением воды в системе и определяемое по по формуле (9.3);

Е —  доля естественного давления, которую  целесообразно учитывать в расчетах, Е = 0,4-0,5 для двухтрубных, или Е = 1 для однотрубных систем;

U — коэффициент смешения определяемый по формуле:

U = (T-t_r) / (t_r-t_o),                                                  (9.8)

где Т  — температура перегретой воды в подающей магистрали ТЭЦ, в С° по заданию;

  t_r  — температура воды, поступающей в систему отопления, С°;

 t_o — температура воды на выходе из системы отопления, С°, обычно принимаемой 70С°.

     5. Определяются расходы воды на участках расчетных циркуляционных колец G_уч, кг/час по формуле:

G_уч = 3,6Q_уч β₁ β₂ /С(t_r-t_o),                                           (9.9)

      где Q_уч — расчетные потоки теплоты на участках, определенные по формуле

(9.1);

     С — теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг°С).

  6. Назначаются предварительные диаметры трубопроводов на участках большого циркуляционного кольца. При этом рекомендуется принимать такие диаметры, для которых при расчетных расходах удельные потери давления на трение R примерно соответствуют среднему значению удельных потерь в расчетном циркуляционном кольце R_ср:

R_ср = 0,65 ∆Р_р /ΣL,                                          (9.10)

        где 0,65 — ориентировочная доля потерь давления на трение;

       ∆Р_р — расчетное циркуляционное давление для рассчитываемого кольца по п.3.3, Па;

        ΣL — суммарная длина участков, м.

        Скорость ориентировочно принимается  от 0,5 до 0,05.

   Задачей расчета является подбор таких диаметров трубопроводов, при которых суммарные потери давления всех участков в расчетном кольце будут меньше расчетного циркуляционного давления с запасом до 10-15%, то есть должно выполняться условие:

Σ(RL + Z)< ∆Р_р,

       RL — потери давления по длине участка;

       Z — потери давления в местных сопротивлениях, Па;

Z – ΣξρV²/2,                                                    (3.11)

   где Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, принимаемых по приложениям 6,10;

   ρV²/2 = Р_д называется динамическим давлением и определяется по приложению 7.

           Тогда  Z = ΣξР_д.

          Потери на всех участках суммируются.

       7. Для того, чтобы общий расход теплоносителя распределялся по всем стоякам в соответствии с их расчетной нагрузкой, необходимо добиться, чтобы потери давления при пропуске расчетных расходов теплоносителя во всех кольцах были равны. Должно выполняться условие:

Σ(RL + Z)≤ 0,9∆Р_р.                                           (3.12)

         Невязка может составлять до 15%. Расчет сводиться в таб. 3.1.

     Гидроэлеватор устанавливается на вводе в здание в открытых системах теплоснабжения от тепловых сетей и за счет подмешивания охлажденной воды из обратного трубопровода к перегретой воде теплосети позволяет получить теплоноситель с расчетной температурой (95 — 105°).

  По конструкции гидроэлеватор представляет водоструйный насос, работающий за счет энергии, создаваемой перепадом давления давления в прямой и обратной магистралях теплосети. Гидроэлеватор характеризуются двумя основными параметрами — диаметром горловины d_г, диаметром сопла d_c.

d_г = 87,4√(G_см/1000*√∆Р_нас),                                 (9.13)

    G_см -  расход теплоносителя на первом участке от элеватора к системе отопления, кг/ч.

       ∆P_нас – циркуляционное давление в системе отопления, Па.

       По диаметру горловины производится выбор номера гидроэлеватора таб. 3.2.

 
 
 

Рис. 5. Схема гидроэлеватора.

1 – из  теплосети; 2 – из обратной магистрали  системы отопления; 3 – в подающую  магистраль.

       Диаметр сопла определяется по формуле:

dc = d_г / (1+U).                                           (9.14)

Определяется диаметр горловины:

d _г=87,4√59460/1000 √49000 = 45,448мм

Принят  серийный гидроэлеватор ВТИ-Мосэнерго  № 6 с диаметром горловины 47 мм.

Диаметр сопла:

d _c =47/(1 + 1.2) = 39,16 ≈ 40 мм. 

10. Вентиляция. 

          10.1. Системы вентиляции.

          Вентиляцией называется замена воздуха помещения наружным воздухом.

Задача  вентиляции заключается в том, чтобы  обеспечить воздушную среду в  помещении, отвечающую санитарно-гигиеническим  требованиям.

        Система вентиляция — это комплекс инженерных сооружений и устройств, включающих воздуховоды, оборудование для обработки и транспортировки-воздуха и сетевое оборудование. Системы вентиляции классифицируются по следующим признакам:

- по  транспортировке воздуха: системы  с естественным побуждением (гравитационные) за счет разности давлений и с искусственным побуждением (механическая вентиляция), за счет работы вентиляторов;

- по  функциональному признаку: вытяжные (воздух удаляется из помещения),   приточные   (воздух   поступает   в  помещение),   приточно-вытяжные (воздух удаляется и поступает в помещение);

- по  способу организации воздухообмена:  местные; общеобменные, 
смешанные (общеобменные, в сочетании с местными), аварийные и противодымные;

- по  характеру обработки воздуха  системы вентиляции могут быть 
прямоточными (в помещение подается наружный воздух) и рециркуляционными (воздух после обработки поступает в тоже помещение).

При местной  вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения (зонты, отсосы). При местной приточной вентиляции свежий воздух подается на рабочее место (воздушный душ).

     Аварийные вентиляционные установки предусматривают в помещениях, в которых возможно внезапное выделение вредных веществ, превышающих допустимые нормы. Они предназначены для быстрого удаления вредных веществ.

     Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эвакуации людей из помещений здания в начальной стадии пожара. 

     10.2. Конструктивные элементы системы естественной вентиляции.

  В жилых, общественных и производственных зданиях, не требующих интенсивного воздухообмена, большое распространение получили вытяжные канальные системы естественной вентиляции. Вертикальные вытяжные каналы этих систем обычно располагают в толще внутренних стен или в специальных железобетонных блоках и шахтах.

     Системы естественной вентиляции имеют простое устройство, несложны в эксплуатации, но из-за малого радиуса действия (до 8 м) малоэффективны, особенно для помещений с незначительными избытками теплоты.

     Скорость воздуха в воздуховодах систем с гравитационным побуждением принимают 0,5 до 1 м/с.

     Сборные короба и вытяжные шахты на чердаке выполняют с утепленными стенками во избежание выпадений конденсата в зимнее время. Материал стенок каналов и шахт должен быть несгораемым.

  В жилых зданиях вытяжные вентиляционные каналы из помещений, обращенных на противоположные фасады,  не объединяют. В квартирах вытяжку устраивают из кухонь, ванных комнат и санузлов.

     Выбор способа организации воздухообмена и типа вентиляции зависит от назначения здания и помещений, а также от количества выделяемых вредностей. Этот выбор регламентируется нормами на проектирование соответствующих зданий.

    Воздух удаляется из помещений, где происходит наибольшее выделение вредностей. Для этого в каждой квартире предусматриваются выходные каналы из кухни, ванной комнаты и туалета или совмещенного санузла. Для удаления воздуха из туалета и ванной одной квартиры допускается использовать один канал. Приток воздуха предусматривается неорганизованный, через неплотности в ограждающих конструкциях.