МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ТГВ
Курсова робота
З курсу: “ОПАЛЕННЯ”
На тему:
«Опалення житлового будинку»
Зміст розрахунково-пояснювальної записки.
Сторінка
1.
Кліматологічні дані міста будівництва
3
2.
Конструкції зовнішніх захищень та їх теплотехнічний розрахунок.
4
3.
Підрахунок тепловтрат приміщень
19
4.
Розрахунок поверхні нагріву нагрівальних приладів
19
5.
Гідравлічний розрахунок трубопроводів системи опалення …
36
6.
Тепловий розрахунок системи підлогового опалення
45
7.
Гідравлічний розрахунок трубопроводів підлогового опалення
64
8.
Системи комерційного обліку втрат тепла будинками. Системи не комерційного обліку витрат тепла квартирами. Система розрахунків власників квартир за спожите тепло.
69
9.
Розрахунок основних техніко-економічних показників систем опалення будинків
73
10.
Визначення терміну окуплюваності одного із прийнятих технічних рішень
75
11.
Підбір приладів і обладнання вузла управління. Вибір схеми автоматичної роботи систем опалення та підбір приладів автоматизації
83
85
1. Коротка характеристика будівельної частини будинку, запроектованої системи опалення
Призначення будинку – житловий. Будинок восьмиповерховий , має підвал і горище (азбоцементна крівля із вентелюючими віконцями). Стіни виконані з одного шару- Кладка цегляна з повнотілої цегли
глиняної звичайної на цементно-шлаковому розчині. В якості утеплювача використовується мінеральна вата. Пароізоляцію для горищного перекриття виконується з рубероїду. Для підвального перекриття пароізоляцію виконують також з руберойду. Для ПП і ГП в якості утеплювача застосовують вермикулітобетон та жорсткі мінераловатні плити відповідно . В даному будинку застосовують вікна 4М1-12-4і (Позначення скла – М1 – листове стандартне, і – енергозберігаюче з м’яким покриттям) з однією камерою в склопакеті, з повітрям в камері. Вхід в будинок здійснюється через подвійні двері з тамбуром між ними.
Система опалення будинку, з верхньою розводкою, квартирна однотрубна, тупикова. Тип нагрівальних приладів: стальні штамповані радіатори марки „Кorado”.Трубопроводи системи опалення: сталеві. Прокладка зворотніх трубопроводів здійснюється під стелею підвалу.
Трубопроводи в підвалі захищають від корозії та ізолюють.
Будинок має тепловий пункт, що розміщений в підвальному приміщенні (в осях Б-В ). Система опалення залежна з підмішуванням води за допомогою трьохходового клапана.
Підключення нагрівальних приладів сходової клітки здійснюється перед елеваторним вузлом, з роздільною подачею води в них і в систему опалення. Нагрівальні прилади в житлових приміщеннях розміщуються відкрито, з нішами, на відстані 200 мм краю нагрівльного приладу від краю вікна. Прокладання трубопроводів в приміщеннях здійснюється відкрито.
1.Кліматологічні дані міста будівництва.
Місто будівництва м. Кіровоград.
Розрахункова географічна широта - 48( пн. ш., [дод.2; п.114; 3].
Барометричний тиск – 1010 гПа, [дод.2; п.18; 3].
Швидкість вітру для холодного періоду року (параметри Б) – 7,4 м/с, [ дод.2; п.18; 3].
Абсолютно мінімальна температура –32(С, [дод. 1; 3];
Середня за місяцями температура зовнішнього повітря (С, [дод. 1; 3];
7. Середня температура зовнішнього повітря найхолоднішої п’ятиденки з коефіцієнтом забезпеченості 0,92 – -23(С, [дод. 1; 3];
8.Середня температура періоду з середньодобовою температурою ( 8(С (середня температура опалювального періоду) – - 0,6(С, [дод. 1; 3];
Тривалість періоду з середньодобовою температурою повітря ( 8(С (тривалість опалювального періоду) – 167 діб, [дод. 1; 3];
Повторюваність напрямків вітру (чисельник) у відсотках (%) і середні швидкості вітру, м/с, (знаменник) за напрямками
у січні
Пн
ПнСх
Сх
ПдСх
Пд
ПдЗх
Зх
ПнЗх
16
23
17
12
7
7
8
10
5,4
6,2
5,9
4,1
3,6
4
4,4
4,8
2Конструкції зовнішніх захищень та їх теплотехнічний розрахунок.
2.1. Розрахунок зовнішньої стіни.
А. Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни.
Визначимо умови експлуатації зовнішніх захищень:
Згідно [дод. 1;табл..1] м.Кіровоград знаходиться в 1 – нормальній зоні вологості.
За [табл.Г 1; 1] для tв = 20 (С і відносній вологості повітря 50…60% вибираємо нормальний режим експлуатації.
З [дод К; 1] вибираємо умови експлуатації Б, для яких вибираємо теплотехнічні показники будівельних матеріалів.
Загальний термічний опір будівельних захищень Rз житлових і громадських будинків при їх проектуванні, здійсненню реконструкції або капітальному ремонті повинен бути більшим або дорівнювати потрібному термічному опорові Rпотр, виходячи з санітарно-гігієнічних вимог (табл. 1[7]), в залежності від КГД, і дорівнювати нормованому термічному опорові Rнорм, визначеному з табл.1 [1]:.
У зв’язку з тим, що на території України введені нові значення термічних опорів, що є затверджені в ДБН В.2.6.31-2006 «Теплова ізоляція будівель», що набув чинності з 01,04,2007р. дану конструкцію стіни потрібно додатково до утеплити додавши ще один конструктивний шар утеплювача – мінеральна вата.
Для розрахунку маємо таку конструкцію стіни, рис. 1, з такими конструктивними шарами :
Загальний термічний опір теплопередачі Rзаг, (м2°С)/ Вт зовнішньої стіни визначаю за формулою:
, (1.2.2),
де
αв– те ж, що і в формулі (1.2.1),
αв=8,7 Вт/(м2°С)
αзов– коефіцієнт тепловіддачі (для зимових умов) зовнішньої поверхні захищення. Приймаю за таблицею 6*[6] для зовнішньої поверхні огороджуючи конструкцій – стін, що
αзов=23 Вт/(м2°С)
ΣRk – термічний опір захищення, що визначається для даного багатошарового захищення за формулою:
ΣRk=R1+R2 (1.2.3),
де R1,R2– термічні опори відповідно першого, другого, третього та четвертого шару захищення, який визначається за формулою:
, (1.2.4),
де δ – товщина відповідного шару, м
λ – розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу відповідного шару, Вт/(м2°С)
Отже,
(м2°С)/ Вт
? (м2°С)/ Вт
ΣRk= + +0,35+0,016= +0,476 (м2°С)/ Вт
Захищення задовольняє теплотехнічним вимогам тоді, коли виконується умова Rзагзовн ст≥Rнорм
Приймаю нормований термічний опір зовнішньої стіни для І температурної зони за [3,дод.2,с.56]:
Rнормзовн.ст=2,8 (м2°С)/ Вт
Приймаємо в якості утеплювача мінеральну вату
Б. термомогдернізація зовнішньої стіни.
Рис.1. Конструкція стіни після термомодернізації
1.Цементно-піщаний тиньк: (0 =1800 кг/м3; ( = 0,76 Вт/(м((С); ( =0,02м. [ дод. Л; п. 85; 1]
2.Пінополістерол (0 = 15 кг/м3; ( =0,045 Вт/(м((С); ( =0,04м. [ дод. Л; п.19:1].
3.Камінь з туфу: (0 = 2000 кг/м3; ( = 0,93 Вт/(м((С); ( =0,19м. [ дод. Л; п. 89; 1]
4.Газозолобетон: (0 = 1000 кг/м3; ( = 0,44 Вт/(м((С); ( =0,33м. [ дод. Л; п. 57; 1]
5.Вапняно-піщаний тиньк: (0 = 1800 кг/м3; ( = 0,7 Вт/(м((С); ( =0,02м. [ дод. Л; п. 85; 1]
З табл.1 [1] для 2 зони, для зовнішніх стін, вибираємо Rнорм = 2,5 (м2((С)/Вт.
Визначимо товщину утеплювача.
(=(2,5-1,17)*0,045=0,059м=0,06м
Отже:;
(м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі після термомодернізації:
К=1/ Rз=1/2,5=0,4 Вт./ (м2((С)
Визначимо загальну товщину конструкції:
мм.
Висновок: Дана конструкція стіни у м. Любашівка матиме товщину 0,62 м.
Підбір вікна.
Згідно [дод. 2; 7] для 2 зони, для вікон Rнорм =0,42 (м2((С)/Вт.В даній споруді встановлено вікно з подвійним заскленням в дерев’яних роздільних рамах з Rо = 0,42 (м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі старих вікон:
К=1/ Rз=1/0,42=2,38 Вт/ (м2((С)
Згідно табл..1. [1] Rнорм =0,56 (м2((С)/Вт , тому для відповідності до нормованого термічного опору , зменшення інфільтрації та економії теплоти замінюємо вікна на сучасні з склопакетом 4М1-12-4К однокамерні, що мають Rо = 0,57 (м2((С)/Вт табл.М1 [1]
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі нових вікон:
К=1/ Rз=1/0,57=1,75 Вт/ (м2((С)
2.3. Теплотехнічний розрахунок горищного перекриття.
В будинку, що реконструюється є наступна конструкція горищного перекриття: Рис. 3.
(умови експлуатації Б ):
Перекриття потиньковане складним тиньком (пісок, вапно, цемент) з такими параметрами
(0 = 1700 кг/м3; ( = 0,87 Вт/(м((С); [ дод. Л; ; 1].
Несуча панель виготовлена з залізобетону з такими параметрами: (0 =2500 кг/м3; ( = 2,04 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
В якості поро-ізоляції використаємо руберойд ГОСТ 10923-82 з такими параметрами: (0 =600 кг/м3; ( = 0,17 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
В якості утеплювача встановлено пінополіуретан (ТУ В-56-70) з такими параметрами (0 =40 кг/м3; ( = 0,04 Вт/(м((С); . [ дод. Л; 1];
За вирівнюючий шар приймемо керамзитопінобетон з такими параметрами: (0 =500 кг/м3; ( = 0,23 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1].
Визначимо термічний опір несучої панелі. Оскільки конструкція панелі неоднорідна в теплотехнічному відношенні то її приведений термічний опір Rпр визначимо таким способом:
Рисунок 3. Конструкція горищного перекриття.
а) площинами, паралельними напрямкові теплового потоку, панель умовно ділимо на ділянки, з яких I ділянка однорідна, а II ділянка неоднорідна: Рис. 3.
Замінимо отвори круглої форми на отвори квадратної форми так, щоб площі отворів були однаковими: Sкруга.= Sквадр
Рисунок 3. До розрахунку термічного опору в напрямку
паралельному тепловому потоку.
, звідси знаходимо: , а = 140,9 мм.
Визначимо термічний опір в I січені: ,
де (1 = 0,03955м; (2 = 0,1409 м; (3 = 0,03955 м;
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
Тоді: = 0,108 (м2((С)/Вт.
Визначимо термічний опір
в II січенні: , де
Rп.п.- термічний опір замкненого повітряного прошарку при потоці тепла знизу вверх і при додатній температурі в проміжку; Rп.п.= 0,15 (м2((С)/Вт [ дод. 4; 4].
Тоді: (м2((С)/Вт.
Термічний опір паралельно тепловому потоку знаходимо за формулою [5; 9]:
,
де F1, F2 – площі окремих ділянок захищення, м2;
F1 = 0,1409 м2; F2 = 0,0441 м2
R1, R2 – термічний опір вказаних окремих ділянок захищення.
Отже: (м2((С)/Вт.
Б) площинами, перпендикулярними
напрямкові теплового потоку, захищення умовно поділяємо на шари, з яких одні шари можуть бути однорідними – з одного матеріалу, а інші – неоднорідними – з одношарових ділянок різних матеріалів: Рис. 4. Термічний опір однорідних шарів I визначимо за формулою 2[9], неоднорідного II – за формулою 5 [9]: (м2((С)/Вт, де
(1 = (3 = 0,03955 м;
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
, де
F1, F2 – площі окремих ділянок захищення, м2;
Рисунок 4. До розрахунку термічного опору в напрямку перпендикулярному тепловому потоку.
F1 = 0,1409 м2; F2 = 0,0441 м2
R1, R2 – термічний опір вказаних окремих ділянок захищення.
R1 = 0,15 (м2((С)/Вт [ дод. 4; 1].
R2 =(м2((С)/Вт, де
(2 = 0,1409 м;
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
Отже: (м2((С)/Вт.
Термічний опір захищення R( визначимо як суму термічних опорів окремих однорідних і неоднорідних шарів – за формулою 4 [9]:
(м2((С)/Вт.
Приведений термічний опір несучої панелі визначимо за формулою 6 [9]: (м2((С)/Вт.
А. теплотехнічний розрахунок горищного перекриття.
Знайдемо потрібний термічний опір теплопередачі захищення за формулою 1 [7]: ,
де tв =20(С – розрахункова температура внутрішнього повітря;
tз = -20(С – розрахункова температура зовнішнього повітря;
(tн – нормований температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні зовнішнього захищення, приймається з таблиці 1 [7]: (tн = 3,0(С
(в – коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні зовнішнього захищення. Приймається з таблиці [ дод. Е; 1]: (в = 8,7 Вт/(м2((С);
n – коефіцієнт, який приймається залежно від положення зовнішньої поверхні захищення відносно зовнішнього повітря, приймається з таблиці 3* [17]: n = 0,9.
Отже: (м2((С)/Вт.
Загальний термічний опір теплопередачі Rз , (м2((С)/Вт, горищного перекриття визначаємо за формулою 3 [9]: ,
(з – коефіцієнт тепловіддачі (для зимових умов) зовнішньої поверхні захищення, Вт/(м2((С), приймається з таблиці [ дод. Е; 1]: (в = 12 Вт/(м2((С);
Rк – термічний опір захищення, (м2((С)/Вт, визначається: для однорідного (одношарового) – за формулою 2 [7], для багатошарового за формулою:,
де R1, R2, … , Rn – термічний опір окремих шарів захищення, (м2((С)/Вт, визначається за формулою 2 [7];
Rп.пр. – термічний опір замкнутого термічного прошарку, приймається з додатка 4 [17].
Отже: , де
(1 = 0,015 м, - товщина тиньку; (1 = 0,87 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
Rпр = 0,158 (м2((С)/Вт, - приведений термічний опір несучої панелі, (0 = 0,220 м;
(2 = 0,0015 м, - товщина руберойду; (2 = 0,17 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
(3, - товщина пінополіуретану; (3 = 0,04 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
(4 = 0,05 м, - товщина керамзитопінобетону; (4 = 0,23 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
Тоді: (м2((С)/Вт.
Отже: (м2((С)/Вт.
Визначимо товщину утеплювача (3: м.
Визначимо загальну товщину горищного перекриття:
м.
Визначимо загальний термічний опір:
(м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі до доутеплення:
К=1/ Rз=1/1,4=0,71 Вт/ (м2((С)
Б. термомогдернізація горищного перекриття.
Згідно табл..1. [1] Rнорм =3,0 (м2((С)/Вт , тому для відповідності до нормованого термічного опору , та економії теплоти замінюємо товщину утеплювача не змінюючи конструктивних шарів,
Визначимо товщину утеплювача (3
.
Звідси м.
Визначимо загальну товщину горищного перекриття:
м.
Визначимо загальний термічний опір:
(м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі після доутеплення:
К=1/ Rз=1/3,0=0,33 Вт/ (м2((С)
Висновок: Дана конструкція перекриття у м. Любашівка матиме товщину 0,383 м.
2.4 Теплотехнічний розрахунок перекриття над підвалом.
В будинку, що реконструюється є наступна конструкція підвального перекриття: Рис. 5.
(умови експлуатації Б ):
Перекриття потиньковане цементно-піщаним тиньком з такими параметрами (0 = 1800 кг/м3; ( = 0,93 Вт/(м((С);. [ дод. Л; п. 72; 1].
Несуча панель виготовлена з залізобетону з такими параметрами: (0 =2500 кг/м3; ( = 2,04 Вт/(м((С); [ дод. Л; ; 1];
В якості пароізоляції використаємо руберойд ГОСТ 10923-82 з такими параметрами: (0 =600 кг/м3; ( = 0,17 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
За вирівнюючий шар приймемо вермикулітобетон з такими параметрами: (0 = 300 кг/м3; ( = 0,11 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
За покриття використаємо підлогу з сосни чи ялини поперек волокон (ГОСТ 8486-66**) з такими параметрами: (0 =500 кг/м3; ( = 0,18 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
Визначимо термічний опір несучої панелі. Оскільки конструкція панелі неоднорідна в теплотехнічному відношенні то її приведений термічний опір Rпр визначимо таким способом:
а) площинами, паралельними напрямкові теплового потоку, панель умовно ділимо на ділянки, з яких I ділянка однорідна, а II ділянка неоднорідна: Рис. 6.
Замінимо отвори круглої форми на отвори квадратної форми так, щоб площі отворів були однаковими: Sкруга.= Sквадр
, звідси отримаємо: , а = 140,9 мм.
Визначимо термічний опір в I січені: , де
(1 = 0,03955м; (2 = 0,1409 м; (3 = 0,03955 м;
Рисунок 6. До розрахунку термічного опору в напрямку паралельному тепловому потоку.
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
Тоді: (м2((С)/Вт.
Визначимо термічний опір в II січенні: , де
Rп.п.- термічний опір замкненого повітряного прошарку при потоці тепла з верху вниз і при додатній температурі в проміжку; Rп.п.= 0,188 (м2((С)/Вт [ дод. 4; 1].
Тоді: (м2((С)/Вт.
Термічний опір паралельно тепловому потоку знаходимо за формулою [5; 9] , де
F1, F2 – площі окремих ділянок захищення, м2;
F1 = 0,1409 м2;
F2 = 0,0441 м2
R1, R2 – термічний опір вказаних окремих ділянок захищення.
Рисунок 7. До розрахунку термічного опору в напрямку перпендикулярному тепловому потоку.
Отже: (м2((С)/Вт.
Б) площинами, перпендикулярними напрямкові теплового потоку, захищення умовно поділяємо на шари, з яких одні шари можуть бути однорідними – з одного матеріалу, а інші – неоднорідними – з одношарових ділянок різних матеріалів: Рис. 7. Термічний опір однорідних шарів I визначимо за формулою 2[9], неоднорідного II – за формулою 5 [9]:
(м2((С)/Вт, де
(1 = (3 = 0,03955 м;
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
, де
F1, F2 – площі окремих ділянок захищення, м2;
F1 = 0,1409 м2; F2 = 0,0441 м2
R1, R2 – термічний опір вказаних окремих ділянок захищення.
R1 = 0,188 (м2((С)/Вт [ дод. 4; 1]R2 =(м2((С)/Вт, де
(2 = 0,1409 м;
(1 = 2,04 Вт/(м((С) – коефіцієнт теплопровідності залізобетону.
Отже: (м2((С)/Вт.
Термічний опір захищення R( визначимо як суму термічних опорів окремих однорідних і неоднорідних шарів – за формулою 4 [9]:
(м2((С)/Вт.
Приведений термічний опір несучої панелі визначимо за формулою 6 [9]: (м2((С)/Вт.
А. теплотехнічний розрахунок підвального перекриття.
Знайдемо потрібний термічний опір теплопередачі захищення за формулою 1 [7]: ,
де tв =20(С – розрахункова температура внутрішнього повітря;
tз = -20(С – розрахункова температура зовнішнього повітря;
(tн – нормований температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні зовнішнього захищення, приймається з таблиці 1 [7]: (tн = 2,0(С
(в – коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні зовнішнього захищення. Приймається з таблиці [ дод. Е; 1]: (в = 8,7 Вт/(м2((С);
n – коефіцієнт, який приймається залежно від положення зовнішньої поверхні захищення відносно зовнішнього повітря, приймається з таблиці 3* [17]: n = 0,4.
Отже: (м2((С)/Вт.
Загальний термічний опір теплопередачі Rз , (м2((С)/Вт, перекриття над підвалом визначаємо за формулою 3 [7]: ,
(з – коефіцієнт тепловіддачі (для зимових умов) зовнішньої поверхні захищення, Вт/(м2((С), приймається з таблиці [ дод. Е; 1]: (з = 6 Вт/(м2((С);
Rк – термічний опір захищення, (м2((С)/Вт, визначається: для однорідного (одношарового) – за формулою 2 [7], для багатошарового за формулою:,
де R1, R2, … , Rn – термічний опір окремих шарів захищення, (м2((С)/Вт, визначається за формулою 2 [7];
Rп.пр. – термічний опір замкнутого термічного прошарку, приймається з додатка 4 [17].
Отже: , де
(1 =0,040 м, - товщина дощок з сосни чи ялини; (4 = 0,18 Вт/(м((С) – їх коефіцієнт теплопровідності;
(2 = 0,050 м, - товщина вермикулітобетону; (3 = 0,11 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
(3 = 0,0015 м, - товщина руберойду; (2 = 0,17 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
Rпр = 0,173 (м2((С)/Вт, - приведений термічний опір несучої панелі, (0 = 0,220 м;
(1 = 0,015 м, - товщина тиньку; (1 = 0,93 Вт/(м((С) – його коефіцієнт теплопровідності;
Тоді: (м2((С)/Вт.
Отже: (м2((С)/Вт.
. Звідси: ; .
Визначимо загальну товщину горищного перекриття:
м.
Визначимо загальний термічний опір:
(м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі до доутеплення:
К=1/ Rз=1/1,16=0,86 Вт/ (м2((С)
Б. Термомодернізація підвального перекриття.
Згідно табл..1. [1] Rнорм =2,6 (м2((С)/Вт , тому для відповідності до нормованого термічного опору , та економії теплоти додаємо ще один конструктивний шар - перлітопластобетон,
Перекриття потиньковане цементно-піщаним тиньком з такими параметрами (0 = 1800 кг/м3; ( = 0,93 Вт/(м((С);. [ дод. Л; п. 72; 1].
Несуча панель виготовлена з залізобетону з такими параметрами: (0 =2500 кг/м3; ( = 2,04 Вт/(м((С); [ дод. Л; ; 1];
В якості утеплювача виберемо перлітопластобетон (ТУ 480-1-145-74) з такими параметрами (0 =200 кг/м3; ( = 0,06 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
В якості пароізоляції використаємо руберойд ГОСТ 10923-82 з такими параметрами: (0 =600 кг/м3; ( = 0,17 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
За вирівнюючий шар приймемо вермикулітобетон з такими параметрами: (0 = 300 кг/м3; ( = 0,11 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
За покриття використаємо підлогу з сосни чи ялини поперек волокон (ГОСТ 8486-66**) з такими параметрами: (0 =500 кг/м3; ( = 0,18 Вт/(м((С); [ дод. Л; 1];
Рисунок 5. Конструкція перекриття над підвалом.
Визначимо товщину утеплювача (3
.
Звідси м.
Визначимо загальну товщину горищного перекриття:
м.
Визначимо загальний термічний опір:
(м2((С)/Вт.
Знйдемо коефіцієнт теплопередачі після доутеплення:
К=1/ Rз=1/2,66=0,38 Вт/ (м2((С)
Висновок: Дана конструкція перекриття у м. Любашівка матиме товщину 0,407 м
3.Підрахунок тепловтрат приміщень.
Втрати тепла (тепловтрати) приміщеннями в холодний період року складаються із тепловтрат через захищення і втрат тепла на нагрівання зовнішнього холодного повітря, що надходить у приміщення шляхом інфільтрації через зовнішні захищення
.
Тепловтрати через захищення визначаються як сума тепловтрат через усі зовнішня захищення приміщення. Тепловтрати підраховуються окремо для кожного приміщення, що опалюється. Розрахунок проводиться у табличній формі (Таблиця 2):
Втрати через підлогу дитячої школи народних ремесел:
У даній споруді немає підвального приміщення, тому розрахунок тепловтрат через підлогу потрібно проводити за температурними зонами.
Тепловтрати через підлогу на ґрунті розраховуємо по температурних зонах за формулою:
Qпідл= (F1/R1+F2/R2+F3/R3)·(tв-tз),
.
Рисунок 8. До розрахунку тепловтрат через підлогу по температурних зонах.
F1 – площа підлоги, що входить до першої зони шириною 2 м, м2;
R1 – опір теплопередачі першої зони, м2·°С/Вт;
F2 – площа підлоги, що входить до другої зони шириною 2 м, м2;
R2 – опір теплопередачі другої зони, м2·°С/Вт;
F3 – площа підлоги, що залишилась, м2;
R3 – опір теплопередачі третьої зони, м2·°С/Вт;
Отже:
Тепловтрати через підлогу у вестибюлі :
Q1= (26,8/2,1+4,55/4,3)·(16-(-20)) = 500 Вт;
Тепловтрати через підлогу у вбиральній :
Q2= (15,2/2,1+0,26/4,3)·(20-(-20)) = 290 Вт;
Тепловтрати через підлогу у викладацькій :
Q3= (7,2/2,1+7,2/4,3+12,96/8,6)·(20-(-20)) = 265 Вт;
Тепловтрати через підлогу у навчальному класі :
Q4= (11,2/2,1+11,2/4,3+20,2/8,6)·(21-(-20)) = 410 Вт;
Тепловтрати через підлогу у навчальному класі :
Q5= (11,2/2,1+11,2/4,3+20,2/8,6)·(21-(-20)) = 410 Вт;
Тепловтрати через підлогу у майстерні :
Q6= (46/2,1+21,6/4,3+5,76/8,6)·(20-(-20)) = 1110 Вт;
Тепловтрати через підлогу у коридорі :
Q7= (31,2/2,1+17,2/4,3)·(16-(-20)) = 680 Вт;
Таблиця 2
- температура повітря в приміщенні, що опалюється, °С.
Значення Н для радіаторів PURMO® буває 300, 450, 600 та 900 мм. З точки зору естетики приймаємо висоту радіатора 300 мм. Значення L може бути 400, 600, 800, 1000, 1400, 1600, 1800, 2000, 2300, 2600 та 3000 мм. На основі наведених формул, розрахунок та підбір радіаторів зводимо у таблицю 3:
Гідравлічний розрахунок трубопроводів системи опалення.
Гідравлічний розрахунок трубопроводів системи водяного опалення полягає у визначенні таких діаметрів труб, по яких можна було переміщати розрахункову кількість теплоносія залежно від величини діючого в системі опалення циркуляційного тиску.
Гідравлічний розрахунок трубопроводів системи опалення слід починати з визначення розрахункового циркуляційного тиску. Величина розрахункового циркуляційного тиску в насосних горизонтальних однотрубних системах водяного опалення обчислюється за формулою [33, ст. 36, 10]:
,
де - тиск, який створює циркуляційний насос для забезпечення необхідної витрати теплоносія в системі опалення;
- природній (гравітаційний) циркуляційний тиск.
Оскільки, система приєднується до теплових мереж через змішувальний насос, встановлений на подавальному трубопроводі, та триходовий клапан, тоді [34, ст. 36, 10]:
,
де Σl – довжина циркуляційного кільця, м. у насосних однотрубних горизонтальних системах головне циркуляційне кільце вибирають з меншим значенням середніх питомих втрат тиску на 1 м. п. довжини трубопроводу. У нашому випадку Σl = 105,64 м через горизонтальний стояк квартир 1 та 21. Тоді: Па.
Природній циркуляційний тиск складається із тиску, що виникає внаслідок охолодження теплоносія в опалювальних приладах , і тиску внаслідок охолодження теплоносія в трубах [36, ст. 36, 10]:
.
Природній циркуляційний тиск в горизонтальній однотрубній чи двотрубній системах опалення в розрахунковому циркуляційному кільці через горизонтальну вітку або опалювальний прилад нижнього поверху знаходимо за формулою [37, ст36, 10]:
,
де h1 – вертикальна відстань між умовними центрами охолодження в гілці обо опалювальним приладом на нижньому поверсі і точкою змішування води в тепловому пункті, h1 = 1,604 м;
β – середній приріст густини води при пониженні її температури на 1 °С, при розрахунковій різниці температур = 95-70 °С β = 0,64;
g =9,81 – прискорення вільного падіння, м/с2.
Отже: Па.
Розрахунок та підбір нагрівальних приладів Таблиця 3
№ кімнати
Т-ра, °С
№ квартири
Тепловтрати, Вт
Тепловтрати, Вт
Витрата теплоносія, кг/год
Т-ра на вході, °С
Т-ра на виході, °С
Середня т-ра приладу, °С
ε
H, м
L, м
Потужність, Вт
Запас пот-ті, %
Марка радіатора
116
18,0
1
984
4524
155,46
95,00
89,56
92,28
0,99932
0,30
0,60
1021
3,74
PURMO C22 - 3006
117
15,0
124
89,56
88,87
89,22
0,99999
0,30
0,40
680
446,95
PURMO C22 - 3004
118
25,0
331
88,87
87,04
87,96
0,99989
0,30
0,40
548
65,52
PURMO C22 - 3004
101
18,0
1315
87,04
79,78
83,41
0,99844
0,30
1,00
1439
9,46
PURMO C22 - 3010
102
18,0
786
79,78
75,43
77,60
0,99933
0,30
0,80
1020
29,81
PURMO C22 - 3008
103
15,0
983
75,43
70,00
72,72
0,99888
0,30
1,00
1222
24,34
PURMO C22 - 3010
104
15,0
2
624
3456
118,76
95,00
90,49
92,74
0,99958
0,30
0,40
723
15,87
PURMO C22 - 3004
105
18,0
583
90,49
86,27
88,38
0,99955
0,30
0,40
634
8,73
PURMO C22 - 3004
106
18,0
962
86,27
79,30
82,79
0,99854
0,30
0,80
1137
18,17
PURMO C22 - 3008
107
18,0
1286
79,30
70,00
74,65
0,99659
0,30
1,20
1428
11,03
PURMO C22 - 3012
108
25,0
3
686
4390
150,86
95,00
91,09
93,05
0,99958
0,30
0,60
910
32,78
PURMO C22 - 3006
109
18,0
1385
91,09
83,21
87,15
0,99836
0,30
1,00
1548
11,78
PURMO C22 - 3010
110
18,0
774
83,21
78,80
81,00
0,99938
0,30
0,60
823
6,27
PURMO C22 - 3006
111
18,0
915
78,80
73,59
76,19
0,99899
0,30
0,80
988
7,98
PURMO C22 - 3008
112
15,0
630
73,59
70,00
71,79
0,99950
0,30
0,60
718
14,12
PURMO C22 - 3006
113
15,0
4
1082
2797
96,12
95,00
85,33
90,16
0,99791
0,30
0,80
1381
27,55
PURMO C22 - 3008
114
18,0
685
85,33
79,20
82,26
0,99885
0,30
0,60
844
23,22
PURMO C22 - 3006
115
18,0
1029
79,20
70,00
74,60
0,99666
0,30
1,00
1189
15,46
PURMO C22 - 3010
216 … 516
18,0
5,9,13,17
878
3856
132,53
95,00
89,31
92,15
0,99926
0,30
0,60
1019
15,97
PURMO C22 - 3006
217 … 517
15,0
104
89,31
88,63
88,97
0,99999
0,30
0,40
677
550,91
PURMO C22 - 3004
218 … 518
25,0
277
88,63
86,83
87,73
0,99990
0,30
0,40
546
96,91
PURMO C22 - 3004
201 … 501
18,0
1140
86,83
79,45
83,14
0,99838
0,30
0,80
1145
0,48
PURMO C22 - 3008
202 … 502
18,0
654
79,45
75,20
77,33
0,99936
0,30
0,60
761
16,26
PURMO C22 - 3006
203 … 503
15,0
803
75,20
70,00
72,60
0,99897
0,30
0,80
975
21,48
PURMO C22 - 3008
204 … 504
15,0
6,10,14, 18
589
2995
102,94
95,00
90,08
92,54
0,99949
0,30
0,40
720
22,25
PURMO C22 - 3004
205 … 505
18,0
508
90,08
85,84
87,96
0,99954
0,30
0,40
629
23,84
PURMO C22 - 3004
206 … 506
18,0
787
85,84
79,27
82,56
0,99869
0,30
0,60
849
7,88
PURMO C22 - 3006
207 … 507
18,0
1111
79,27
70,00
74,64
0,99662
0,30
1,00
1190
7,08
PURMO C22 - 3010
208 … 508
25,0
7,11,15, 19
540
3719
127,82
95,00
91,37
93,18
0,99964
0,30
0,40
609
12,65
PURMO C22 - 3004
209 … 509
18,0
1210
91,37
83,24
87,30
0,99826
0,30
0,80
1242
2,66
PURMO C22 - 3008
210 … 510
18,0
656
83,24
78,83
81,03
0,99938
0,30
0,60
823
25,48
PURMO C22 - 3006
211 … 511
18,0
772
78,83
73,63
76,23
0,99900
0,30
0,80
989
28,07
PURMO C22 - 3008
212 … 512
15,0
541
73,63
70,00
71,82
0,99948
0,30
0,60
719
32,97
PURMO C22 - 3006
213 … 513
15,0
8,12,16, 20
908
2413
82,93
95,00
85,59
90,30
0,99803
0,30
0,60
1038
14,33
PURMO C22 - 3006
214 … 514
18,0
588
85,59
79,50
82,55
0,99888
0,30
0,60
849
44,32
PURMO C22 - 3006
215 … 515
18,0
917
79,50
70,00
74,75
0,99646
0,30
0,80
954
4,06
PURMO C22 - 3008
616
18,0
21
972
4445
152,77
95,00
89,53
92,27
0,99932
0,30
0,60
1021
5,05
PURMO C22 - 3006
617
15,0
122
89,53
88,85
89,19
0,99999
0,30
0,40
680
457,42
PURMO C22 - 3004
618
25,0
325
88,85
87,02
87,94
0,99989
0,30
0,40
548
68,68
PURMO C22 - 3004
601
18,0
1294
87,02
79,74
83,38
0,99844
0,30
1,00
1438
11,14
PURMO C22 - 3010
602
18,0
770
79,74
75,41
77,58
0,99933
0,30
0,80
1020
32,34
PURMO C22 - 3008
603
15,0
962
75,41
70,00
72,70
0,99889
0,30
0,80
977
1,64
PURMO C22 - 3008
604
15,0
22
604
3386
116,37
95,00
90,54
92,77
0,99959
0,30
0,40
723
19,68
PURMO C22 - 3004
605
18,0
575
90,54
86,30
88,42
0,99954
0,30
0,40
635
10,48
PURMO C22 - 3004
606
18,0
942
86,30
79,34
82,82
0,99855
0,30
0,80
1138
20,84
PURMO C22 - 3008
607
18,0
1266
79,34
70,00
74,67
0,99657
0,30
1,20
1429
12,89
PURMO C22 - 3012
608
25,0
23
669
4311
148,15
95,00
91,12
93,06
0,99959
0,30
0,60
911
36,22
PURMO C22 - 3006
609
18,0
1364
91,12
83,21
87,17
0,99835
0,30
1,00
1548
13,50
PURMO C22 - 3010
610
18,0
760
83,21
78,80
81,01
0,99938
0,30
0,60
823
8,22
PURMO C22 - 3006
611
18,0
899
78,80
73,59
76,20
0,99899
0,30
0,80
988
10,01
PURMO C22 - 3008
612
15,0
619
73,59
70,00
71,80
0,99950
0,30
0,60
718
16,06
PURMO C22 - 3006
613
15,0
24
1062
2748
94,45
95,00
85,34
90,17
0,99792
0,30
0,80
1381
30,04
PURMO C22 - 3008
614
18,0
674
85,34
79,21
82,28
0,99885
0,30
0,60
844
25,34
PURMO C22 - 3006
615
18,0
1013
79,21
70,00
74,61
0,99666
0,30
1,00
1189
17,39
PURMO C22 - 3010
Коридор
15,0
4951
4951
77,35
1,21
70,00
125,00
97,50
0,94258
0,90
1,20
5381
8,67
PURMO C22 - 9012
Природній циркуляційний тиск, що виникає в розрахунковому кільці системи опалення внаслідок охолодження води в трубопроводах , визначають за формулою [38, ст. 37, 10]:
,
де hі – вертикальна відстань між умовними центрами охолодження і-тої ділянки і нагріванням, м.
Для розведення тепломереж запропоновано, як один із варіантів використання труб фірми aquatherm (Труби aquatherm® Фузиотерм® SDR 6 (PN 20)). Оскільки коефіцієнт теплопровідності матеріалу даних труб 0,15 Вт/м∙К, та при сучасних принципах прокладки всі трубопроводи проходять обов’язкову ізоляцію(загальний нормований коефіцієнт теплопровідності для даних труб з ізоляцією рівний 0,035 Вт/м∙К), гравітаційний тиск за рахунок охолодження води в трубопроводах, в даному розрахунку не враховується.
Тоді: Па.
Середні питомі втрати тиску на 1 м. п. довжини трубопроводу рівні [39, ст. 37,10]:
Па/м = 1,31 мБар/м.
Користуючись таблицями для гідравлічного розрахунку пластмасових трубопроводів, наведених у довіднику фірми aquatherm, та на основі наведених вище залежностей, подальший розрахунок зводимо у таблицю 4.
Внаслідок проведеного гідравлічного розрахунку трубопроводів втрати тиску в головному циркуляційному кільці повинні становити:
Па. З розрахунку видно, що умова виконується. Розбіжності між циркуляційними кільцями є мінімальними.
Гідравлічний розрахунок системи опалення Таблиця 4
№ ділянки
Q, Вт
G, кг/год
G, л/с
L, м
Dу, мм
V, м/с
R, мБар/м
R*L, Па
∑ξ
Z, Па
R∙L+Z, Па
Розрахункове циркуляційне кільце квартиру №21
∆Рр = 12450,98 Па; ∑L = 105,64 м; Rсер = 131,00 Па.
2
81991
2817,81
0,78
24,368
75х12,5
0,360
0,34
828,51
6,25
404,19
1232,70
3
39591
1360,6
0,38
12,052
63х10,5
0,29
0,29
349,51
1,85
77,64
427,14
4
24394
838,35
0,23
12,470
50х8,3
0,23
0,27
336,69
11,20
295,65
632,34
5
4524
155,46
0,04
2,387
20х3,4
0,29
1,33
317,47
4,50
188,85
506,32
6
3539
155,46
0,04
6,086
20х3,5
0,29
1,33
809,44
5,90
247,60
1088,76
7
3415
155,46
0,04
8,154
20х3,6
0,29
1,33
1084,4
9,50
398,68
1514,88
8
3084
155,46
0,04
4,672
20х3,7
0,29
1,33
621,38
9,50
398,68
1051,77
9
1769
155,46
0,04
5,139
20х3,8
0,29
1,33
683,49
9,50
398,68
1113,89
10
983
155,46
0,04
6,571
20х3,9
0,29
1,33
873,94
13,80
579,13
1884,79
11
8380
287,99
0,08
3,300
25х4,2
0,37
1,48
488,40
1,20
81,98
570,38
12
12236
420,52
0,12
3,300
32х5,4
0,34
0,93
306,90
1,20
69,22
376,12
13
16092
553,06
0,15
3,300
40х6,7
0,29
0,52
171,60
1,20
50,36
221,96
14
19949
685,59
0,19
3,300
40х6,7
0,36
0,77
254,10
0,80
51,74
305,84
15
24394
838,35
0,23
4,783
50х8,3
0,23
0,27
129,14
3,80
100,31
229,45
16
43217
1485,2
0,41
2,095
63х10,5
0,29
0,29
60,76
3,00
125,90
186,65
17
81991
2817,81
0,78
3,667
75х12,5
0,36
0,34
124,68
1,20
77,60
202,28
ΣL =
105,64
м
Σ, Па
11545,27
Запас, %
07,27
Розрахункове циркуляційне кільце квартиру №1
∆Рр = 11500,19 Па; ∑L = 105,64 м; Rсер = 121,00 Па.
5'
19949
685,59
0,19
3,300
40х6,7
0,36
0,77
254,10
0,65
42,04
296,14
6'
16092
553,06
0,15
3,300
40х6,7
0,29
0,52
171,60
0,25
10,49
182,09
7'
12236
420,52
0,12
3,300
32х5,4
0,34
0,93
306,90
0,65
37,49
344,39
8'
8380
287,99
0,08
3,300
25х4,2
0,37
1,48
488,40
0,65
44,40
532,80
9'
4524
155,46
0,04
5,687
20х3,6
0,29
1,33
756,37
5,00
209,83
966,20
10'
3539
155,46
0,04
6,086
20х3,7
0,29
1,33
809,44
5,90
247,60
1088,76
11'
3415
155,46
0,04
8,154
20х3,8
0,29
1,33
1084,4
9,50
398,68
1514,88
12'
3084
155,46
0,04
4,672
20х3,9
0,29
1,33
621,38
9,50
398,68
1051,77
13'
1769
155,46
0,04
5,139
20х3,10
0,29
1,33
683,49
9,50
398,68
1113,89
14'
983
155,46
0,04
3,271
20х3,11
0,29
1,33
435,04
11,70
491,00
1357,77
ΣL =
105,64
м
Σ, Па
11395,26
Запас, %
8,77
Розрахунок коефіцієнтів місцевих опорів та втрат тиску в нагрівальних приладах та водомірних вузлах зводимо у таблицю 5.
Даний розрахунок проведений для розрахункового циркуляційного кільця будинкової системи опалення. Опір тепло вимірювальної апаратури та відсікальної арматури теплового вузла в даний розрахунок не включено. Дані коефіцієнті отримані з каталогу фірми aquatherm.
Таблиця 5
Коефіцієнти місцевих опорів та втрати тиску в радіаторах та водомірних вузлах
№ ділянки
∑ξ
Перехідник
К-ть
Коліно 90
К-ть
Трійник
К-ть
Кран
К-ть
Хрестовина
К-ть
Радіатор, Па
Вимір. вузол, Па
2
6,25
1,20
5
0,25
1
3
1,85
0,40
1
1,20
1
0,25
1
4
11,20
0,40
1
1,20
3
1,2
1
7
1
5
4,50
0,70
1
1,20
3
1,2
1
6
5,90
1,20
4
2,1
1
63,44
7
9,50
1,20
7
2,1
1
63,44
8
9,50
1,20
7
2,1
1
63,44
9
9,50
1,20
7
2,1
1
63,44
10
13,80
0,40
1
1,20
11
1,2
1
63,44
400
11
1,20
0,40
1
0,8
1
12
1,20
0,40
1
0,8
1
13
1,20
0,40
1
0,8
1
14
0,80
0,8
1
15
3,80
0,40
1
1,20
2
0,8
1
1,2
1
16
3,00
3
1
17
1,20
1,20
1
5'
0,65
0,40
1
0,25
1
6'
0,25
0,25
1
7'
0,65
0,40
1
0,25
1
8'
0,65
0,40
1
0,25
1
9'
5,00
1,20
4
1,2
1
10'
5,90
1,20
4,00
2,10
1,00
63,44
11'
9,50
1,20
7,00
2,10
1,00
63,44
12'
9,50
1,20
7,00
2,10
1,00
63,44
13'
9,50
1,20
7,00
2,10
1,00
63,44
14'
11,70
0,70
1
1,20
9,00
1,20
1,00
63,44
400
Втрати тиску в радіаторному вузлі визначаємо за формулою наведеною виробником:
,
де p – опір проходу води через радіатор, даПа;
q – витрата води через, що проходить через радіатор, кг/год (враховуючи коефіцієнт затікання вузла приєднання 0,5);
B, r – коефіцієнти, що визначені експериментально для кожного типу радіаторів (для С22 В = 0,105, r = 2).
Тепловий розрахунок системи підлогового опалення.
Оскільки одними із основних вихідних даних для теплового розрахунку системи підлогового опалення є тепловтрати даного приміщення, наводимо розрахунок тепловтрат дитячої школи плавання (Таблиця 6). Розрахунок проводився по описаній вище методиці. Температури приміщень вибираються як для дошкільних приміщень ІІ кліматичної зони з [табл. 19, ст. 31, 12]. Так, наприклад, в басейні температуру внутрішнього повітря приймають 25 °С, в дитячих санвузлах та групових роздягало 20 °С. У всіх інших приміщеннях внутрішні температури прийняті, як для аналогічних приміщень звичайних громадських будівель.
Оскільки в громадському будинку (Дитяча школа плавання) з „теплою” підлогою контактуватимуть діти оголеними частинами (ступні, долоні та ін.) то середню температуру підлоги приймаємо 23 °С відповідно до п. 3,9 [ст. 31, 12]. Однак зважаючи, що внутрішня температура приміщення рівна 25 °С середню температуру поверхні підлоги приймаємо нормовану температуру поверхні підлоги, тобто рівною 26 °С. При неможливості компенсувати тепловтрати приміщення тепло надходженнями від підлогового опалення, влаштовується система додаткового радіаторного опалення. Радіатори та радіаторні вузли аналогічні тим, що запропоновані до встановлення в громадському будинку, лише, відповідно до п. 3,8 [ст. 31, 12], відстань від низу радіатора до підлоги допускається приймати рівною 50 мм в приміщеннях з груповим перебуванням дітей.
Тепловий розрахунок системи підлогового опалення можна виконувати двома способами – теоретичним, по методиці наведеній в [пп. 3.5., 3.6., ст. 44…52,10], або ж по „Таблиці питомих теплових потоків нагрітих підлог” [дод. 18, ст. 106…109, 10]. Для основного приміщення
Рисунок 12. Розрахункова схема системи опалення житлового будинку.
Таблиця 6
Розрахунок тепловтрат Дитячої школи плавання
Номер приміщення
Назва приміщення
Назва захищення
Орієнтація захищення
Ширина захищення
Довжина (висота) захищення
Площа захищення
Внутрішня температура приміщення
Зовнішня температура
Коефіцієнт n
Температурний перепад
Коефіцієнт теплопередачі
Коефіцієнт β
(1-β)
Тепловтрати через захищення Q, Вт
Тепловтрати приміщення Q, Вт
Тепловтрати тепла на інфільтрацію
Загальні тепловтрати, Вт
1
Плавальний басейн
Зовнішня стіна
Пн
14,867
6,6
98,122
25
-19
1,0
44,0
0,476
0,0
1,0
2056
Зовнішня стіна
Пн
19,403
3,3
64,030
25
-19
1,0
44,0
0,476
0,0
1,0
1342
Зовнішня стіна
Сх.
22,952
6,6
151,483
25
-19
1,0
44,0
0,476
0,0
1,0
3174
Зовнішня стіна
Зх
23,270
6,6
153,582
25
-19
1,0
44,0
0,476
0,1
1,1
3540
Зовнішня стіна
Пд.
34,270
6,6
226,182
25
-19
1,0
44,0
0,476
0,0
1,0
4739
Вікно
Пн
7,500
2
15,000
25
-19
1,0
44,0
1,905
0,0
1,0
1257
Вікно
Сх.
13,500
2
27,000
25
-19
1,0
44,0
1,905
0,0
1,0
2263
Вікно
Зх
13,500
2
27,000
25
-19
1,0
44,0
1,905
0,1
1,1
2489
Вікно
Пд.
19,500
2
39,000
25
-19
1,0
44,0
1,905
0,0
1,0
3269
Перекриття над підвалом, плитка
22,000
33,000
27...