Міністерство освіти і науки України
НУ „ Львівська політехніка ”
Контрольна робота з спецкурсу :
„ Проектування систем опалення ”
Львів 2009
1.Кліматологічні дані міста будівництва
Місто будівництва – Одеса
розрахункова географічна широта – 48° пн. ш.
барометричний тиск – 1010 гПа.
середня температура найбільш холодної п’ятиденки -18 °С
середня температура періоду з середньодобовою температурою ≤ 8°С – 1°С
швидкість вітру у ХПР – 11 м/с
тривалість опалювальних діб - 165 діб
температурна зона – ІII
Адміністративне приміщення одноповерхового будинку:
Школи бальних танців
Внутрішня температура tв=18°С;
Швидкість руху пов. V=0,2 м/с
Відносна вологість у прим %
2.Теплотехнічний розрахунок зовнішніх захищень .
Зовнішня стіна:
Нормований термічний опір теплопередачі:
R=2.2 м К/Вт[7. дод. 4. с. 1 9]
1. Вапняно-піщаний тиньк [7, дод. 15, с. 202]:
;
;
2.Утеплювач (пінополістирол)
;
;
3. Кладка з керамічної пустотної
цегли [дод. 1 5, с. 202]:
;
4. Цементно – піщаний тиньк [7, дод. 15, с. 201]:
;
Фактичний термічний опір теплопередачі визначаємо за формулою:
R
де = 8,7 - коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній поверхні захищення [7, дод. 9,
с 197];
= 23 — коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні захищення [7, дод. 10,
с. 198];
- товщини відповідних шарів захищення, м;
- коефіцієнти теплопровідності відповідних шарів захищення, ;
Розраховуємо товщину утеплювача(пінополістирол):
Х=(2,2-1,07)0,045=0,053м.
Коефіцієнт теплопередачі зовнішньої стіни:
Покриття горищ
Нормований термічний опір теплопередачі:
R =2,6 м2К/Вт[7, дод. 4, с. 190].
1. Залізобетонна ребриста плита [7, дод. 15, с, 201]:
;;
.
2. Пароізоляція (два шари руберойду) [7. дод. 15,0.204]:
;
3. Утеплювач (пінополістирол) [7, дод. 15, с. 203]:
;;
4.Цементна стяжка ( цементно - піщаний розчин) [7, дод. 15, с 201]:
;;
5.Гідроізоляційний килим (руберойд) [7, дод. 15, с. 204 ]
;;
Визначаємо фактичний термічний опір теплопередачі:
Коефіцієнт теплопередачі покриття:
Підбір вікна.
Згідно табл..1. [1] Rнорм =0, 5 (м2((С)/Вт , тому для відповідності до нормованого термічного опору , зменшення інфільтрації та економії теплоти підбираємо сучасні з склопакети 4М1-16-4K однокамерні, що мають
1;3.Скло
;;;
2.Повітряний пошарок Rпов=0,17м2*C/Вт
Підлога на грунті
1. Плитка керамічна [7, дод. 15, с, 201]:
;;
;
2. Цементно –піщана стяжка з електрокабелями (п71 [1])
;;;
3. Утеплювач – пінополістирол (п 145 [1]):
;;;
4. Цементно –піщана стяжка (п71 [1])
;;;
5. Ущільнений грунт з піском (п 72 [1])
;;
Внутрішня стіна:
1. Вапняно-піщаний тиньк [7, дод. 15, с. 202]:
;
;
2. Цегляна кладка [7. дод. 1 5, с. 202]:
;
3. Вапняно-піщаний тиньк [7, дод. 15, с. 202]:
;
;
Двері
1 Шпон дубовий в поперек волокон[7, дод. 15, с. 202]:
;
2 Сосна впоперек волокон [7, дод. 15, с. 202]:
;
Зовнішня стіна F=м2 Таблиця1
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
1
Вапняно-піщаний тиньк
1600
0,02
0,81
9,76
0,025
0,244
0,244
6,6
2
Утеплювач (пінополістирол)
15
0,049
0,045
0,28
1,8
0,504
3
Кладка з керамічної пустотної цегли
1000
0,5
0,175
5,12
2,86
14,6432
14,8872
5,12
4
Цементно – піщанийтиньк
1800
0,1
0,93
11,09
0,032
0,35488
15,2421
d1+d2=14,6≥1 тоді:
Внутрішня стіна F=36м2 Таблиця2
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
1
Вапняно-піщаний тиньк
1600
0,02
0,81
9,76
0,025
0,244
0,244
13,02
2
Цегляна кладка
1800
0,25
0,81
10,12
0,309
3,12
3,36
15,77
3
Вапняно-піщаний тиньк
1600
0,02
0,81
9,76
0,025
0,244
3,6
d1+d2=3,6≥1 тоді:
Підлога на грунті F=14,4м2 Таблиця3
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
Формула
1
Плитка керамічна
2800
0,01
2,91
22,86
0,003
0,08
0,08
8,73
2
Цементно – піщана стяжка з електрокабелями
1800
0,05
0,93
11,09
0,054
0,6
0,68
7,36
3
Утеплювач - пінопласт
125
0,03
0,062
0,99
0,806
0,8
1,48
1,2
4а
Цементно – піщана стяжка
1800
0,09
0,93
11,09
0,097
1,07
2,55
11,93
4б
Умовна середин міжповерхового
перекриття
0
0
0
0
0
0
0
0
4в
Цементно – піщана стяжка
1800
0,01
0,93
11,09
0,011
0,12
2,67
5
Ущільнений грунт з піском
1700
0,2
0,87
10,42
0,23
2,4
5,07
10,42
Знаходимо умовну середину
D=2,67≥2,53
2,53=0,08+0,68+0,8+R4S4
2,53=1,48+R4*(11,09/2); R4=1,05/11,09=0,095
R4=Ϭ4/λ4; Ϭ4= R4* λ4=0,095*0,93=0,09
Горищне перекриття F=14,4м2
Таблиця4
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
Формула
1
два шари руберойду
600
0,015
0,17
3,35
0,088
0,31
0,31
2
Вирівнювальний
шар
1800
0,05
0,93
11,09
0,054
0,6
0,91
3а
Утеплювач - пінопласт
125
0,06
0,062
0,99
0,96
0,95
1,86
3б
Умовна середин міжповерхового
перекриття
0
0
0
0
0
0
0
3в
Утеплювач - пінопласт
125
0,05
0,062
0,99
0,806
0,8
3,31
0,79
4в
Гідроізоляція
600
0,015
0,17
3,35
0,088
0,31
3,62
1,76
5
Монолітна залізобатонна плита
2500
0,18
2,04
16,95
0,088
1,49
5,11
23,42
Знаходимо умовну середину
D=2,67≥2,53
2,55=1,79+0,39+R3S3
2,55=1,8+R3 S3; R3=(2,55-1,8)/0,99=0,076
R4=Ϭ4/λ4; Ϭ4= R4* λ4=0,095*0,93=0,09
Двері F=2,4м2 Таблиця5
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
Формула
1
Дуб
700
0,005
0,23
5,86
0,022
0,13
0,13
1,86
2
Сосна
500
0,01
0,18
4,54
0,056
0,25
0,38
1,15
Вікно F=2,25м2 Таблиця6
№ п/п
Матеріал прошарку
ρ м3/год
d м
λ Вт/м*С
S
Вт/м2*С
R
м2*С/Вт
dі= R*S
∑dі
Формула
1
Скло віконне
2500
0,005
0,76
10,49
0,007
0,071
0,071
6.24
2
Повітряний прошарок
1,2
0,025
0
0,17
0
0,071
5,67
1
Скло віконне
2500
0,005
0,76
10,49
0,007
0,071
0,142
156
∑FiYi=∑FiBi= 2,25*6,24+2,4*1,86+14,4*23,42+14,4*8,73+36*13,2+12*6,6=1036
3. Підрахунок тепловтрат будинку
Підрахунок основних тепловтрат приміщення
Втрати тепла (тепловтрати) приміщення в холодний період року складаються з тепловтрат через захищення і витрат тепла на нагрівання зовнішнього холодного повітря,що надходить в приміщення шляхом інфільтрації :
.
Тепловтрати через окремі захищення Qзах, Вт, можна підрахувати за формулою:
,
де Rзаг – загальний термічний опір захищення, (м2((С)/Вт;
tв – внутрішня температура повітря, (С, в приміщенні;
tз – температура зовнішнього повітря, (С, що для більшості будинків приймається як температура найхолоднішої п(ятиденки забезпеченістю 0,92;
F – площа захищення, м2;
n – коефіцієнт, що приймається залежно від положення зовнішньої поверхні захищення стосовно зовнішнього повітря;
β - коефіцієнт, що враховує збільшення тепловтрат через окремі зовнішні захищення при обдуванні їх вітром у січні зі швидкістю понад 4,5м/с повторюваністю по румбах 15% і більше.
Витрата тепла на вентиляцію приміщення визначається за формулою:
де 0,337 – коефіцієнт переведення з кДж у Вт
F-площа приміщення м2;
H- висота приміщення,м ;
(tв-tз)-температура внутрішнього і зовнішнього повітря, *С;
Таблиця6
№
Назва прим.
Захищен ня
Орієнта ція
Розміри
Площа
м2
tв
℃
tв-tз
℃
k
Вт/ (м2((С)
n
Qо
Вт
Надб авки
Q
Вт
Qв
Вт
∑Q
Вт
а
в
102
Танцюваль-
ний зал
Зст
Пн
8,3
4
33,2
18
36
0,38
1
454
1,1
500
1611
2110
Вк
Пн
1,0
1,5
2х1,5
20
36
1,37
1
127
127
ГП
3,8
3,8
14,44
20
43
0,2
0,9
111
111
ПП
2
3,8
7,6
20
43
0,3
0,4
39
39
1,2
3,8
4,56
20
43
0,2
0,4
15
15
474
208
682
4. Розрахунок електричної кабельної системи опалення приміщення з акумуляцією тепла в акумулятивному шарі підлоги (ЕКСО ТА)
Визначаємо розрахункову теплову потужність нагрівальних секцій за формулою:
Визначаємо тепловий потік з 1м2 гріючої поверхні за формулою:
де - площа гріючої поверхні
Визначаємо допустимий питомий тепловий потік гріючої поверхні за формулою:
де- коефіцієнт теплопередачі внутрішньої поверхні огороджуючої конструкції з табл. 4*[1]
- температура внутрішньої поверхні підлоги ℃;
- температура внутрішнього повітря у приміщенні℃;
, тоді потрібно передбачити догрівачі . Визначаємо питомий тепловий потік догрівачів:
Потужність догрівачів визначаємо за формулою:
- коефіцієнт що враховує можливість перевищення фактичних тепловтрат у приміщенні із розрахунковими , можливість зниження фактичної напруги в мережі у порівнянні з номінальною , необхідність швидкого нагріву при низьких температурах.
Визначаємо розрахункову амплітуду коливань внутрішньої температури за формулою:
- коефіцієнт нерівномірності віддачі тепла гріючої підлоги визн з рис.4.1[4]
Fi- площа і-ої огороджуючої конструкції м2;
Ві- коеф. теплозасвоєння внутрішньої огороджуючої конструкції Вт/м2*С
-період нагромадження тепла в акумуляційний шар год;
- час зарядження акумулятора год
встановлена потужність ЕКСО ТА від розрахункових тепловтрат приміщення 55% тобто 770*0,55=430Вт а потужність догрівачів становитиме (770-430)*1.3=440Вт
Визгачаємо електричну потужність кабельних секцій, які викладаються в акумулятивних шар, за формулою:
Р = = =1290 Вт
Визначаємо довжину нагрівального кабелю, за формулою:
Lk= , м,
де Рн – номінальна потужність нагрівального кабелю на l метр довжини. Приймаємо з [6] кабель фірми DEVI:
DEVI – 150
номінальна потужність нагрівання 1 секції – Рн = 225Вт.
Довжина однієї стандартної секції – l = 3м.
Номінальний опір секції при ~ 230В – R = 235Ом.
Визначаємо кількість стандартних секцій із нагрівальним кабелем шириною 50 см. , за формулою:
n = = 5.7
Приймаємо 6 шт тоді недогрів приміщення становить:
Q =
Даний недогрів приміщення, Q = 170Вт забезпечування обладнання електричне, а також люди, які знаходяться в ньому. Отже приймемо даний кабель DTVF – 150:
Кабель – двухжильний екранізований;
Номінальна потужність при 230Вт – 150 Вт/м2
Товщина мату – 4,5 мм,
Ширина секції / зони нагріву – 45 / 50 см,ї
Допустимий опір - +10% …..-5%
Для регулювання температури в приміщенні виробляємо терморегулятор з [6] фірми DEVI
Devireg 132
У ньому вмонтований датчик температури + датчик температури підлоги,
Діагоза регулювання - +5 0С ….+35 0С;
Обмеження - +20 оС ….. + 50 о С
Напруга живлення - ~ 180 ….. 250В,
Робоча температура - - 10 оС …. + 50 оС.
Література
СНиП ІІ – 3 – 79 Будівельна техніка. Москва 1986.
СНиП 2.04.05 – 86 «Опалення, вентиляція і кондиціонування повітря»
М. Стройиздат , 1987
ДБН В. 2. 6 – 31: 2006 «Теплова ізоляція будівель», Київ 2006
ДБН В. 2. 5. – 24 : 2003 «Електрична кабельна система опалення» Держбуд України – Київ 2004
Кабельне системи DEVI
Каталог продуктів DEVI 2004
Щербатюк Б. І. «Енергетичні системи опалення будівлі» НУЛП Львів 2003.
