Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок теплонасосної установки однородинного житлового будинку
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра ТГВ
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Використання вторинних джерел енергії
Група:
ТГВ-41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ТГВ
Курсова робота
З курсу: “Використання вторинних джерел енергії”
На тему:
«Розрахунок теплонасосної установки однородинного житлового будинку»
Зміст
Кліматологічні дані місця будівництва………………………………………...3 ст.
Розрахунок тепловтрат зовнішніх захищень. . . . . . . . . . . . . . . … ………. . .6 ст.
Підбір опалювальних приладів та діаметрів трубопроводів системи опалення ……………………………………………………………………………………..8ст.
Розрахунок навантаження на систему гарячого водопостачання . …………11 ст.
Розрахунок циркуляційних контурів теплового насосу. . . . . . . . . . . ...... . . .12 ст.
Розрахунок земляного зонда (подвійний U-подібний) . . . . . …………… . . .12 ст.
Розрахунок мембранного розширювального бака росольного контуру…….13 ст.
Підбір і встановлення водонагрівача…………………………………………..14 ст.
Розрахунок повітрообмінів загальної притікально-витікальної вентиляції приміщень за кратностями і нормами . . . . . . . . . . . ……………….…………16 ст.
Література ………………………………………………………………………..18ст.
1. Кліматологічні дані міста будівництва
Місто будівництва –Бердянськ. Виписуємо з [1] такі розрахункові параметри зовнішнього повітря:
- розрахункова географічна широта 46° пн.ш;
- барометричний тиск 1010 гПа;
- температура зовнішнього повітря:
абсолютно мінімальна -29 °С;
абсолютно максимальна 39°С;
середня максимальна найбільш гарячого місяця 27.7°С;
найбільш холодної доби забезпеченістю 0,92 -22 °С;
найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 -19 °С;
середня температура опалювального періоду 0 °С;
- тривалість опалювального періоду 168 діб;
- кількість градусо-діб обігрівального періоду, г-д 3360 г-д.
За кількістю градусо-діб визначаємо температурну зону- м. Бердянськ - II температурна зона України.
Рис. Конструкція зовнішньої стіни .
Зовнішня стіна складається з наступних конструктивних шарів:
1. Сосна поперек волокон (0=500 кг/м3; (=0,18 Вт/(м( ºC) ;
2. Мінеральна вата (0=80 кг/м3; (=0,064 Вт/(м( ºC) ;
3. Сосна поперек волокон (0=500 кг/м3; (=0,18 Вт/(м( ºC) ;
4. Вапняно-піщаний тиньк (0=1800 кг/м3; (=0,93 Вт/(м( ºC) ;
Горищне перекриття
1. Сосна поперек волокон
(0=550 кг/м3; (=0,18 Вт/(м(ºC) ;
2. Плити з мінеральної вата
(0=20 кг/м3; (=0,049 Вт/(м(ºC) ;
3. Руберойд
(0 =600 кг/м3; ( = 0,17 Вт/(м((С);
4. Сосна поперек волокон
(0=500 кг/м3; (=0,18 Вт/(м(ºC) ;
5. Вапняно-піщаний тиньк
(0=1800 кг/м3; (=0,93 Вт/(м( ºC) ;
Підлогове покриття
1. Сосна поперек волокон
(0=500 кг/м3; (=0,18 Вт/(м(ºC) ;
2. Цементно-піщана стяжка
(0=1600 кг/м3; (=0,81 Вт/(м(ºC) ;
3. Руберойд
(0 =600 кг/м3; ( = 0,17 Вт/(м((С);
4. Плити пінополістерольні
(0=50 кг/м3; (=0,04 Вт/(м(ºC) ;
5. Плита залізобетонна
(0=2500 кг/м3; (=2,04 Вт/(м(ºC)
Для II температурної зони згідно з додатком 4 [1] визначаю нормативні значення опору теплопередачі зовнішніх огороджувальних конструкцій:
- зовнішньої стіни Rз.с =2,5 (м² *°C)/Вт,
- вікна Rвк. = 0,56 (м² *°C)/Вт,
- горищного перекриття Rг.п=4,5 (м² *°C)/Вт,
- перекриття над холодним підвалом Rп.п=2,6 (м² *°C)/Вт.
- Зовнішні двері Rзд. = 0,6* Rзс =0,6*2,5=1,5 (м² *°C)/Вт,
Визначаємо коефіцієнти теплопередачі відповідних захищень за формулою :
К=1/R,
Тоді:
Кз.с = 1/ Rз.с. = 0,4 Вт/( м² *°C),
Квк = 1/ Rвк. = 1,79 Вт/( м² *°C),
Кг.п = 1/ Rг.п = 0,22 Вт/( м² *°C),
Кп.п = 1/ Rп.п = 0,38 Вт/( м² *°C),
Кз.д = 0,67 Вт/( м² *°C).
2. Розрахунок тепловтрат зовнішніх захищень.
Втрати через зовнішні стіни (захищення) розраховуємо за формулою:
Qзс = kз ст·Fст·(tв – tз )·n, Вт;
Де:
kз ст – коефіцієнт теплопередачі захищень будинку, Вт/(м3 ос),
n – коефіцієнт, який зменшує розрахункову різницю температур (tв – tз);
Тепловтрати через зовнішні захищення заносимо в таблицю1.
Fст-площа захищень,м
tв, tз- відповідно розрахункові температури внутрішнього та зовнішнього повітря, оС.
№
Прим
Назва
Прим.
Захищення
К,
Вт/(м2 оС);
(tв – tз)·n,
оС.
Qосн,
Вт;
Добавки
Qзаг,
Вт;
назва
орієнт
Розм..
ахв, м
F, м2
Ор
Ін.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
101
Вестибюль
tв =20 оС
З.ст.
Пд.
2,1х3,05
6,405
0,4
39
100
-
5
110
Пп.
-
2,1х2,3
4,83
0,38
39 х 0,4
30
-
-
30
Гп.
-
2,1х2,3
4,83
0,22
39 х 0,9
40
-
-
40
З.дв.
Пд.
1,0х2,0
2,0
0,67
39
50
-
5
60
Σ = 240
102
tв=20
оС
З.ст.
Пд.
4,6х3,05
14,03
0,4
39
220
-
5
230
З.ст.
Сх.
2,4х3,05
7,32
0,4
39
210
10
5
130
Вк.
Сх.
1,0х1,5
1,5
1,79-0,4
39
100
10
5
120
Пп.
-
2,3 х2,1
4,83
0,38
39 х0,4
30
-
-
30
Гп.
-
2,3 х2,1
4,83
0,22
39 х0,9
40
-
-
40
Σ = 550
103
Ванна tв=25
оС
З.ст.
Сх.
2,6х3,05
7,93
0,4
45
140
10
5
160
Вк.
Сх.
1,0х1,5
1,5
1,79-0,4
45
90
10
5
100
Пп.
-
2,6х2,3
6
0,38
45 х0,4
40
10
5
50
Гп.
-
2,6х2,3
6
0,22
45 х0,9
50
-
-
60
Σ = 370
104
Кімната
tв=20
оС
З.ст.
Сх.
3,0х3,05
9,15
0,4
39
140
10
5
160
З.ст.
Пн.
4,7х3,05
14,34
0,4
39
220
10
5
250
Вк.
Пн.
1,5х1,5
2,25
1,79-0,4
39
120
10
5
140
Пп.
-
4,4х2,4
11,88
0,38
39 х0,4
70
-
-
70
Гп.
-
4,4х2,4
11,88
0,22
39 х0,9
90
-
-
90
Σ = 710
105
Кімната
tв=20
оС
З.ст.
Пн.
3,7х3,05
11,29
0,4
39
180
10
5
210
Вк.
Пн.
1,5х1,5
2,25
1,79-0,4
39
120
10
5
140
Пп.
-
3,7х3,4
12,58
0,38
39 х0,4
70
-
-
70
Гп.
-
3,7х3,4
12,58
0,22
39 х0,9
100
-
-
100
Σ = 520
106
Кімната
tв=20
оС
З.ст.
Пн.
4,5х3,05
13,7
0,4
39
210
10
5
240
З.ст.
Зх.
8,0х3,05
24,4
0,4
39
380
5
5
420
З.ст.
Пд.
4,5х3,05
13,7
0,4
39
210
-
5
220
Вк.
Пн.
1,5х1,5
2,25
1,79-0,4
39
120
10
5
140
Вк.
Зх.
(1,5х1,5) х2
4,5
1,79-0,4
39
140
5
5
260
Пп.
-
7,4х4,2
31,08
0,38
39 х0,4
180
-
-
180
Гп.
-
7,4х4,2
31,08
0,22
39 х0,9
240
-
-
240
Вк.
Пд.
1,5х2,0
3,0
1,79-0,4
39
160
-
5
170
Σ= 1870
107
кухня
tв=18
оС
З.ст
Зх.
1,5х3,05
4,58
0,4
37
70
5
5
80
З.ст
Пд.
4,2х3,05
12,8
0,4
37
190
-
5
200
З.ст
Сх.
1,5х3,05
4,58
0,4
37
70
10
5
80
Вк.
Пд.
1,5х1,5
2,25
1,79-0,4
39
120
-
5
130
Пп.
-
5,1х3,6
18,36
0,38
39 х0,4
110
-
-
110
Гп.
-
7,4х4,2
18,36
0,22
39 х0,9
140
-
-
140
Σ= 740
Сумарні тепловтрати будинку ∑ Qбуд=5000 Вт;
3. Підбір опалювальних приладів та діаметрів трубопроводів системи опалення
Встановлюю панельні радіатори KORADO типу 21 VK. Підбір проводжу згідно з каталогом [2].
де - номінальна теплова потужність, Вт;
- потрібна тепловіддача, Вт;
- поправний коефіцієнт який залежить від реальних умов експлуатації приладів.
Для приладу в кімнату 102 при розрахункових параметрах: ; ; по таблиці каталога обираю
За розрахованим значенням по катогу обираю радіатор.
Аналогічний розрахунок виконую для інших приміщень і записую в таблицю 2.
Таблиця 2.
№ кімнати
Qпр, Вт
tв,оС
tп-tв, oC
f
Q=Qпрf
Підібраний нагрівальний прилад
1
2
3
4
5
6
7
101
240
20
55-45
2,46
590
21 VK 600x400
102
550
20
55-45
2,46
1353
21 VK 600x900
103
370
25
55-45
2,98
1103
21 VK 600x700
104
710
20
55-45
2,46
1747
21 VK 600x1100
105
520
20
55-45
2,46
1279
21 VK 600x800
106
1870
20
55-45
2,46
4600
21 VK 600x1000(2шт.)
107
740
18
55-45
2,26
1672
21 VK 600x1000
Гідравлічний розрахунок системи водяного опалення.
Він помагає у визначення діаметрів трубопроводів які дозволяють подати необхідну кількість води в нагрівальному приладі.
Гідравлічний розрахунок продовжу в такій послідовності:
Ділю систему опалення на ділянки з однаковими витратами (див. аксонометричну схему);
Розраховую найдальше (найпротяжніше) кільце;
По схемі заміряю довжини (L)ділянок і заношу в таблицю 3;
Вираховую витрати води на ділянках;
кг/год;
де: Q – теплове навантаження ділянки;
tг – температура подаючої (гарячої) води;
tо – температура зворотної (охолодженої) води;
З каталогу ,.Кисан” по відомому G визначаємо: v м/с (0,2…0,8м/с), R Па/м.
Розраховую втрати тиску в місцевих опорах за формулою:
де: Рд – динамічний тиск, Па;
ρ – густина води, кг/м³;
v – дійсна швидкість води в трубопроводі, м/с;
∑ξ- сумарний коефіцієнт місцевих опорів.
Вираховую сумарні втрати тиску на ділянці за формулою:
4. Визначення розрахункових теплових потоків на опалення та гаряче водопостачання будинку.
Середній тепловий потік на гаряче водопостачання житлового будинку визначають за формулою:
=1,163**ρ*(55-t)*(1+к),
де: - середня годинна витрата гарячої води за добу, визначається за формулою:
=(*U)/(10³*T)=(105*5)/(10³*24)=0,21 м³/добу;
- норма втрати гарячої води середня за добу на одного споживача,
= 105 л/добу;
U - кількість мешканців будинку:
U= 6 людей
ρt = 985,73 кг/м3, густина води при температурі tг = 55°C
t= 5°C, - температура холодної води в опалювальний період;
кt – коефіцієнт, який враховує тепловтрати в трубопроводах системи ГВ, кt = 0,2.
=1,163*0,21*985,73*(55-5)*(1+0,2) = 14445 Вт = 14,4 кВт.
Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання житлового будинку, визначаю за формулою:
=1,163*(* к + )*ρ*(55-t) =1,163*(0,21* 0,2 +0,312)* 985,73* (55-5) =20291Вт =20,3 кВт.
де: - максимальна годинна витрата гарячої води, м3/год:
= 0,005 * *αhr = 0,005*200*0,312=0,312м3/год
- годинна витрата гарячої води санітарно-технічним приладом, = 200 л/год;
αhr – величина, яка залежить від загальної кількості водорозбірних приладів N, шт., які обслуговуються цією системою гарячого водопостачання та імовірності їхнього використання в системі ГВ.
Кількість водорозбірних приладів в системі ГВ житлового будинку, шт.
N=4, шт
Імовірність дії водорозбірних приладів системи ГВ визначаю за формулою:
Р=(*U)/(*N*3600)=(10*5)/(0.2*4*3600)=0.017
- норма витрати гарячої води одним споживачем за годину найбільшого водоспоживання, = 10 л/год;
- секундна витрата гарячої води водорозбірним приладом, віднесена до одного приладу, =0,2 л/с;
Імовірність використання водорозбірних приладів системи ГВ:
=(3600*Р*)/=(3600*0,021*0,2)/200=0,076
Значення αhr визначаємо за величиною добутку N згідно з додатком 4 [4]
αhr=0,312
5. Розрахунок циркуляційних контурів теплового насосу
Тепловтрата будинку 5,0 кВт;
Додаткова теплова потужність на приготування ГВ для сім`ї з шести чоловік-20,3 кВт.
Потрібна потужність будинку 5,0+20,3=25,3 Вт.
Приймаємо до встановлення тепловий насос
росіл/вода Vitocal 300 тип ВW 226 - [5]
тепловою потужністю 28,0 кВт ( включаючи додаткову теплову потужність для періодів припинення подачі електроенергії, без приготування гарячої води):
Холодопродуктивність ( Qк ) – 22,0 кВт;
Електрична потужність – 6,1 кВт;
Розсільний контур:
об’єм – 4,7 л;
мінімальна витрата – 7200 л/год;
Гріючий контур:
об’єм – 6,6 л;
мінімальна витрата – 2500 л/год;
Холодильний контур:
робоче тіло – R407C;
витрата – 3,1 кг;
компресор тип – Scroll Vollhermetik
Габаритні розміри:
довжина – 650 мм;
ширина – 600 мм;
висота – 945 мм.
6. Розрахунок параметрів ґрунтового зонда . (як подвійної U-подібної труби )
Середня потужність по віддачі тепла
qе= 55 Вт/м довжини зонда:
Qk=22,0 кВт,
Довжина зонда:
L= Qk / qe, м2;
L =22000/55=400 м. приймемо 4 зонди L/2=400/4=100м
Вибираємо трубу Ǿ 32*3,0 об’ємом 0,531 л/м відповідно до таблиці на ст..20(5).
подаюча труба d=50 мм х 2,9мм об’ємом 1,594 ( Пункт 3,2 с 20 [5] )
Втрати тиску грунтового зонда
Теплоносій - Tyfocor
Мінімальна витрата – 7200 л/год;
Витрата на U-подібну трубу: 7200/2*4=900 л/год
∆p=значення R*довжина труби
∆pзонд в формі U-подібної труби=значення R*2*довжина труби
де R=190,21 Па/м – втрати тиску, при витраті 1800л/год для d=32 мм х 3 мм
( Пункт 3,2 с 20 [5] )
∆pзонд в формі U-подібної труби=190,21*4*2*100=152168 Па
∆pподаючої лінії = значення R*довжина труби; Па
де R=1000,1 Па/м – втрати тиску, при витраті 900л/год для d=50 мм х 2,9 мм
( Пункт 3,2 с 20 [5] )
∆pподаючої лінії = 1000,1*10=10001 Па
∆pтеплового насосу=11000,00 Па (паспорт теплового насосу)
∆p=∆pзонд в формі U-подібної труби+∆pподаючої лінії+∆pтеплового насосу=152168+10001+11000,00=173169 Па=
=1731,69 мбар=17,3 м вод. ст.
Вибираю за ∆p=17,3 м вод. ст і Q=7,2 м3/год циркуляційний насос типу:
Wilo-Top-S 40/15(1-230V-DN40) -[7]
максимальний напір – Hmax=19,5 м вод. ст.
максимальна витрата – Q=21 м3/год
максимальна потужність Р=700 Вт
мінімальна потужність Р=550 Вт
номінальна потужність Р=570Вт
число обертів n=2800 об/хв.
7. Розрахунок мембранного розширювального бака росольного контуру
При використанні земляного зонда:
загальний об’єм установки (росола) в л.;
номінальний об’єм мембранного розширювального бачка;
збільшення об’єму при нагріванні установки;
коефіцієнт розширення (для Tyfocor 0.01)
запобіжний затвор (теплоносій Tyfocor),л.
додатковий кінцевий надлишковий тиск , бар
=3-0,5=2,5 , бар
- тиск спрацювання запобіжного клапана = 3, бар.
-попередній тиск азоту =0,5, бар
вхідний тиск азота = 1,5 бар
л;
л;
л.
8. Підбір і встановлення водонагрівача
Приймаємо сталевий ємнісний водонагрівач Vitocell-В 300 об”ємом 300 л.
Основні переваги:
Vitocell-В 300 місткісний водонагрівач із нержавіючої сталі: гігієнічне, економічне й комфортне приготування води.
Електрод анодного захисту для додаткового захисту від корозії не потрібен, завдяки чому меншають затрати.
Змійовик нагрівального контуру сягає дна місткості й рівномірно прогріває весь об’єм води.
Малі втрати тепла завдяки високоефективній теплоізоляції.
Різноманітні можливості застосування.
Технічні дані:
Для приготування гарячої води
придатний до встановлення з:
-темп. гріючого контуру до 160 0С;
-темп. теплоносія сонячної установки до 160 0С;
-температурним налаштуванням водорозбірногго контуру ГВ 95 °С
-надлишковий робочий тиск в гріючому і водорозбірному контурі ГВ до 10 бар
- надлишковий робочий тиск в контурі теплоносія сонячної установки до 10 бар
Об’єм водонагрівача 300 л;
Розміри:
Діаметр – 633 мм;
ширина – 705 мм;
висота – 1746 мм;
Маса: 160 кг;
Об’єм змійовика гріючого контуру 6 л.
9.Розрахунок повітрообмінів загальної притікально-витікальної вентиляції приміщень за кратностями і нормами
Загальний повітрообмін притікально-витікальної вентиляції приміщення за кратністю:
, м3/год
де - кратність повітрообміну, год-1 ;
Vприм - внутрішній об’єм приміщення, м3.
Розрахунок кратності примішень зводжу в таблицю 4.
Таблиця 4
№ прим
Тем-ра
Об'єм
кратність (норма) повітрообміну год-1 (м3/год×одиницю)
Повітрообмін м3/год
№ вент. Системи
приток
витік
приток
витік
1-й поверх
101
20
11,4
1
-
11,4
-
П
102
20
12
1
-
12
-
П
103
25
14,85
-
65
-
65
В
104
20
33
1
-
33
-
П
105
20
31,8
1
-
31,8
-
П
106
20
78,9
1
-
78,9
-
П
107
25
47,7
1
100
47,7
100
В
По отриманій повітропродуктивності з каталога [6] підбираю вентустановку (рекуператор) – Vitovent 300 і проводжу повірочний розрахунок повітропроводів:
- визначаю діаметри повітропроводів за умови, що швидкість руху повітря в них не перевищуватиме 4м/с;
- Розраховую аеродинамічний опір найдовшої гілки;
- порівнюю розрахований опір з дійсним значенням напору створюваного установкою при даній повітропродуктивності.
ЛІТЕРАТУРА
С.С. Жуковський, В. Й. Лабай. Системи енергопостачання і забезпечення мікроклімату будинків і споруд.
Католог ,,KORADO”
Католог ,,Кисан”
СНиП 2.04.01-85,,Внутренний водопровод и канализация зданий”
Тепловые насосные установки Viessmann Vitocal 300/350 «Инструкция по проектированию»
Католог Viessmann Vitovent 300
7. Католог насоси Willo
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора