Теплогазоснабжение с основами
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА»
В.И. Гореза
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ С ОСНОВАМИ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
Орел 2016 год
УДК 697
Рецензенты:
Трошин В.Ф.- к.т.н., с.н.с., ИСИ ФГБОУ ВПО Орел ГАУ;
Чистяков В.А. – главный инженер ООО «Эмма»
Теплогазоснабжение с основами теплотехники: учебно-методические указания для расчетно-графических работ. / Гореза В.И. Орел: Орел ГАУ, 2016. – 35 с.
Автор:
Гореза В. И., к.т.н., с.н.с. « __» ________ 20__ г.
Учебно-методические указания утверждены на заседании Методического совета ФГБО ВПО Орел ГАУ (протокол № ____от « ___» _______ 2016 г.)
Рекомендовано Методическим советом ФГБО ВПО Орел ГАУ в качестве учебно-методических указаний для выполнения расчетно-графических работ.
Учебно-методические указания предназначены для проведения работы студентов при разработке ими расчетно-графических работ по отоплению и вентиляции жилых, общественных и производственных сельскохозяйственных зданий. В процессе работы студенты закрепляют теоретические знания, полученные при изучении дисциплины «Теплогазоснабжение с основами теплотехники».
Учебно-методические указания должны быть использованы для практических занятий и лабораторного практикума студентами очной и заочной форм обучения, специальностей 08.03.01 «Строительство» (квалификация выпускника – бакалавр).
ISBN @ Орел ГАУ, 2016
Содержание
| Общая характеристика здания | ||
| Задача 1.Теплотехнический расчет ограждающих конструкций | ||
| 1.1 | Определение требуемого сопротивления теплопередаче Rотр, м2ºС/Вт, ограждений, обеспечивающие санитарно-гигиенические условия | |
| 1.2 | Определение приведенного сопротивления теплопередаче ограждений на основе градусо-суток отопительного периода | |
| 1.3 | Сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций | |
| Контрольные вопросы | ||
| Задача 2. Тепловая мощность отопления здания | ||
| 2.1 | Расчет теплопотерь через ограждение | |
| 2.2 | Основные и добавочные теплопотери | |
| 2.3 | Расход теплоты на нагрев инфильтрующего наружного воздуха | |
| 2.4 | Теплопоступления в помещение | |
| 2.5 | Тепловая мощность отопления здания | |
| 2.6 | Удельная тепловая характеристика здания | |
| Контрольные вопросы | ||
| Задача 3. Отопление | ||
| 3.1 | Характеристика систем отопления | |
| 3.2 | Расчет нагревательных приборов | |
| 3.3 | Гидравлический расчет системы отопления | |
| 3.4 | Подбор элеватора | |
| Контрольные вопросы | ||
| Задача 4 . Вентиляция | ||
| 4.1 | Характеристика систем вентиляции | |
| 4.2 | Естественная вентиляция | |
| 4.3 | Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции | |
| 4.4 | Механическая вентиляция | |
| Контрольные вопросы | ||
| Приложения | ||
| Список литературы |
Общая характеристика здания
Пример.
Здание одноэтажное с неполным каркасом и несущими стенами. Размеры здания 12,0*15,0 м, высота этажа 3,3 м. Здание имеет подвал и чердак. Подвал не отапливаемый, без световых проемов в стенах. Покрытие имеет кровлю из железа. Чердачное перекрытие выполнено из железобетонных плит с утеплителем. Наружные стены из силикатного кирпича с утеплителем и наружным облицовочным слоем из силикатного кирпича. Внутренние стены из силикатного кирпича толщиной 250 мм, оштукатуренные с двух сторон.
Полы деревянные на лагах по железобетонным плитам с утеплителем. Размеры окон 1600*1500 мм, наружные двери двойные 900*2100 мм, без тамбура.
Задача 1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Выбираем расчетную температуру воздуха в помещениях согласно задания или [5,6] и заносим в таблицу 1.1. Для угловых помещений расчетную температуру воздуха принимаем на 2оС выше нормативной.
Таблица 1.1
Рис.1.1 Пример конструктивной схемы наружной многослойной стены
По преобразованной формуле (1.3) для приведенной конструкции стены определяем толщину утеплителя
Для климатических условий г. Читы имеем
Принимаем толщину стены ст. = 521 мм
Примечание: при наличии вентилируемой воздушной прослойки сопротивление теплопередаче облицовочного слоя ограждения не учитывается.
Аналогично выполняется расчет для остальных ограждающих конструкций.
Результаты расчета сопротивления теплопередаче ограждений сводятся в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
Задача 3. Отопление
Подбор элеватора
Элеватор служит для смешивания высокотемпературной воды из тепловой сети с охлажденной водой из системы отопления и подачи смеси в систему отопления с заданной температурой.
Элеватор подбирается по диаметру горловины (камеры смешения) dг, мм;
(3.15)
| Gр | - расчетный расход воды в системе отопления, кг/с; |
| Uр | - расчетный коэффициент смешения; |
| DRр | Потери давления в системе отопления, Па. |
(3.16)
Gр = 1.1 Qзд. / с * (tг – tо) (3.17)
| Qзд. | - теплопотери здания, Вт; |
| с | - удельная теплоемкость воды, Дж/(кгºС). |
| Таблица 3.1 | ||||||||||||||||
| Расчет отопительных приборов 1 этажа (пример) | ||||||||||||||||
| № | Наименование | tв, | Q от, | lв, | qв, | lг, | qг, | Qтр, | Qпр, | коэф. | Gпр | ∆tср, | φ к | qном | qпр, | N, |
| С | Вт | м | Вт/м | м | Вт/м | Вт | Вт | затек. | кг/ч | С | Вт | Вт | шт | |||
| 1825,7 | 0,5 | 1724,7 | 0,3 | 186,74 | 70,8 | 0,997 | ||||||||||
| Gсети - 122,4 кг/ч |
аблица 3.2
Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца (пример)
| № Уч-ка | Тепловая нгрузка Q,Вт | Длина L, м | Расход воды G, кг/ч | Диаметр d, мм | Скорость V, м/с | Удельная линейная потеря давления на 1 м трубы R, Па/м | RL Па | Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке | Мест.потери Давления Z, Па | Потеря давл. на участке RL+Z, Па |
| 60,4 | 489,4 | 0,223 | 22,8 | 563,16 | 2617,2 | |||||
| Приборные узлы ∆P = S·G2 = 31· 489,42·8/104 | 5939,9 | |||||||||
| 8557,1 | ||||||||||
Пример расчета
tо tс – температура сетевой воды (70 – 130)ºС;
tо, tг – температура теплоносителя в системе отопления (70- 95)ºС.
Gр = 1,1 · 10640 / 4187· (95-70) = 0,3 кг/с
Uр = 11, · (tс - tг) / (tг – tо) = 1, · (130-95) / (95-70) = 1,4
4 0,132 × (1+1,54)2
dг = 161 × 3683,3 = 11,8 » 12 мм
 |
По dг = 12 мм подбирается номер элеватора
dг = 15 мм
Контрольные вопросы
1. Какие существуют принципиальные схемы системы отопления?
2. В чем отличие однотрубной системы отопления от двухтрубной?
3. Какие существуют нагревательные приборы?
4. Для чего выполняется теплотехнический и гидравлический расчеты системы отопления?
5. В чем отличие системы теплоснабжения от систем отопления?
6. Какие применяются методы гидравлического расчета системы отопления?
7. Для чего нужно устанавливать элеватор?
8. Какие параметры теплоносителя применяются для системы отопления?
9. В каких единицах измеряется тепловая нагрузка, расход теплоносителя, удельная потеря давления, потеря давления на участке?
Задача 4. Вентиляция
Естественная вентиляция
В зданиях с естественной вентиляцией удаление воздуха производят по специальным вертикальным каналам, устраиваемым во внутренних стенах здания или по приставным воздуховодам с жалюзийными решетками. На чердаке каналы объединяются в сборный воздуховод (короб), соединенный с вытяжной шахтой, которая заканчивается на кровле коренником или зонтом. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте устанавливают дефлектор.
Приток воздуха осуществляется через форточки и неплотности в ограждениях.
Воздух в системах естественной вентиляции перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.
В системах естественной вентиляции величина располагаемого давления, которая расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха по вентиляционным каналам и воздуховодам незначительна и не постоянна. Поэтому естественную канальную приточную вентиляцию практически не применяют.
В зданиях с внутренними кирпичными стенами вентиляционные каналы устраивают в толще стен или в бороздах стен, заделываемых плитами. Минимально допустимый размер вентиляционных каналов в кирпичных стенах 1/2*1/2 кирпича (140*140) мм. Толщина стенок каналов 1/2 кирпича.
В наружных стенах каналы не устраиваются [3,4].
Естественная вентиляция должна обеспечивать требуемый воздухообмен.
Количество воздуха L,м3/ч при кратности воздухообмена определяется по формуле
L=n·V (4.1)
| n | - кратность воздухообмена за 1 час по приложению 9; |
| V | - объем помещения, м3. |
Результаты расчета воздухообмена приводятся в таблице 4.1.
Таблица 4.1
По помещениям
| № | Наименова-ние помещения | Воздухообмен V, м3/ч | Требуемое сеч. канала Fк. м2 | Принятое стандартноесечение мм х мм | Принятые жалюзийные решетки | ||
| Тип | Габарит мм * мм | Кол-во, шт. | |||||
| Санузел | 0,0196 | 140х140 | ASG | 110х220 | |||
| Пример |
Механическая вентиляция
В производственных зданиях при наличии избытках тепла, влаги, пыли, газов и других вредных выделений от технологических процессов, а также в отдельных помещениях жилых, общественных и производственных зданий, требующих значительного воздухообмена необходимо устройство приточно-вытяжной механической вентиляции.
Первый этап расчета начинается с определения необходимого воздухообмена для удаления вредных выделений.
При наличии избыточных тепловыделений и отсутствие нормативного воздухообмена или его кратности требуемый воздухообмен L, кг/м3, определяется по формуле
(4.7)
| Qизб | - явные тепловыделения, Вт; |
| ρ | - плотность воздуха, кг/м3 ; |
| с | - теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кгºС); |
| tух | - температура удаляемого воздуха, ºС; |
| tпр | - температура приточного воздуха, ºС; |
| Lоб,р.з | - расход воздуха, удаляемый от оборудования, из рабочей зоны помещения, м3/ч. |
При наличии избыточных влаговыделений необходимый воздухообмен L, кг/м3, определяется по формуле
(4.8)
Таблица 4.3
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
| Здания и помещения, коэффициенты a и b | Градусо-сутки отопи-тельного периода Dd,ºС сут | Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreg,м2 ºС/Вт, ограждающих конструкций | ||||
| Стен | Покрытий, перекры- тий над проездами | Перекрытий чердач, над подпольями и подвала-ми | Окон и балконных дверей, ветрин и витражей | |||
| 1. Жилые, лечебно-профилакти-ческие и детские учреждения, школы, гостиницы и общежития | 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 | 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 | 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 | 0,3 0,45 0,6 0,7 0,75 0,8 | ||
| a | - | 0,00035 | 0,0005 | 0,00045 | - | |
| b | - | 1,4 | 2,2 | 1,9 | - | |
| 2. Общественные, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом | 1,8 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8 | 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 | 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5 | 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 | ||
| a | - | 0,0003 | 0,0004 | 0,00035 | 0,00005 | |
| b | - | 1,2 | 1,6 | 1,3 | 0,2 | |
| 3. Производственные с сухим и нормальным режимами | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 | ||
| a | - | 0,0002 | 0,00025 | 0,0002 | 0,000025 | |
| b | - | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 0,2 | |
Приложение 2
Водяного отопления
| tг – tпºС | Условный диаметр, мм | Теплоотдача 1 м вертикальной и горизонтальной трубы, Вт/м, через один градус | |||||||||
| Примечание: теплоотдача вертикальных трубопроводов – верхняя строка, горизонтальных – нижняя строка |
Приложению 4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий/ Госстрой России, М.: 2004.-25 с
2. СП 23-101-2000 Проектирование тепловой защиты здания/ Госстрой России, М.: 2001.-95 с.
3. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Госстрой России, М.: 2004 - 54 с.
4. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция Учеб. для вузов – 5-е изд., репринтное.- М.: ООО «БАСТЕТ», 2009.-480 с.
Дополнительная литература
5. Буга П.Г. Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания Учеб. для вузов - 2-е изд. – Изд. № СТР-513, 2004. 348 с.
6. СНиП 31-01-2003 Жилые здания многоквартирные / Минрегион России, М.: ФГУП ЦНС, 2004 – 43 с.
7. СНиП 31-06-2009 Общественные здания и сооружения / Минрегион России, М.: 2010.- 50 с.
8. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника. Госстрой России, М.: ГУП ЦПП, 1998.- 28 с.
9. Внутренние санитарно-технические устройства: Ч. 1: Отопление: Справочник проектировщика. Под редакцией И.Г. Староверова. 4-е изд. –М.: Стройиздат, 1990.- 430 с.
10. СНиП 23-01-99 Строительная климатология./ Госстрой России, М.: 2000 – 57 с.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА»
В.И. Гореза
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ С ОСНОВАМИ
ТЕПЛОТЕХНИКИ