Сопротивление теплопередаче ограждающих конст-ий
Определяют требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции по выражению:
, (м2оС)/Вт (1)
где n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ м2 ОС , [1, табл. 5.4]; tВ - расчетная температура внутреннего воздуха, ОС tН - расчетная температура наружного воздуха, принимаемая в зависимости от тепловой инерции Дограждающей конструкции.
Обычно при подсчете RОТР значение тепловой инерции Д заранее неизвестно, поэтому для определения tН следует ориентировочно принять величину Д с последующей проверкой в конце расчета.
Если Д 1,5 , то tН=tХ.С. обеспеченностью 0, 98;
1,5 < Д 4 , тоtН=tХ.С. обеспеченностью 0,92;
4 < Д 7 , то tН= обеспеченностью 0,92;
Д > 7 , то tн= t5 обеспеченностью 0,92, округляя до целого градуса; DtН, ОС - расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Сопротивление теплопередаче RО наружных дверей (кроме балконных), ворот принимают не менее 0,6 RОТР стены, определяемого по формуле (1) при tН = t5обеспеченностью 0,92.
3.2.2. Определяют экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rэк, (м2·ОС/ Вт) на основе выбора толщины утеплителя по формуле:
(2);
где tВ - то же, что и в формуле (1); СЭ- стоимость тепловой энергии, руб/Гдж, принимаемая по действующим ценам (в курсовом проекте принять СЭ= 3,35 руб/:); ZОТ - продолжительность отопительного периода, сут., tН.ОТ. - средняя за отопительный период температура наружного воздуха ОС СУТ - стоимость материала однослойной или теплоизоляционного материала многослойной ограждающей конструкции, руб/м3, принимаемая по действующим ценам ; УТ- коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной конструкции ограждения (м2·ОС/ Вт).
При наличии в теплоизоляционном слое ограждения сквозных включений из материалов с другим, чем у материала этого слоя коэффициентом теплопроводности для определения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче принимают приведенный коэффициент ПР :
, ( 3 ),
где 1 и F1 - коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая теплоизоляционным материалом; 2 и F2- коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая материалом включения.
Rнорм принимаем по СНиПу.
35.Нагр.приборы систем центр. отопления отдельных видов отопительных приборов Отопительные приборы, применяемые в системах центрального отопления, подразделяются: по преобладающему способу теплоотдачи — на радиационные (подвесные панели), конвективно-радиационные (приборы с гладкой внешней поверхностью) и конвективные (конвекторы с ребристой поверхностью и ребристые трубы); по виду материала — на приборы металлические (чугунные из серого чугуна и стальные из листовой стали и стальных труб), малометаллические (комбинированные) и неметаллические (керамические радиаторы, бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми трубами или с пустотами, вообще без труб и др.); по характеру внешней поверхности — на гладкие (радиаторы, панели гладкотрубные приборы), ребристые (конвекторы, ребристые трубы, калориферы).
Радиаторы чугунные и стальные штампованные. Промышленность выпускает секционные и блочные чугунные радиаторы. Секционные радиаторы собирают из отдельных секций, блочные — из блоков в две — четыре секции. Секции радиаторов, в зависимости от числа вертикальных каналов, подразделяют на одно-, двух- и многоканальные.
Допускается прокладка из термостойкой резины и из других термостойких материалов, обеспечивающих герметичность соединений. Обычную резину использовать для прокладок не разрешается.
Наиболее распространены чугунные радиаторы МС-140.МС-90.М-90 с двумя колонками по глубине.
По монтажной высоте радиаторы подразделяют на высокие — 1000 мм, средние — 500 мм, низкие — 300 мм. Наиболее широко применяют средние радиаторы.
Производство чугунных радиаторов требует большого расхода металла, они трудоемки в изготовлении и монтаже.
Стальные радиаторы типа РСВ1 и РСГ2 по сравнению с литыми чугунными имеют примерно вдвое меньшую массу, на 25—30 % дешевле, на транспортирование и монтаж требуются меньшие затраты. Благодаря малой строительной глубине их удобно устанавливать открыто под окнами и у стены. Область применения стальных радиаторов-панелей ограничена системами отопления, использующими обработанную теплофикационную воду, корродирующее действие которой незначительно.
Ребристые трубы. Ребристые трубы изготовляют чугунными длиной 0,5; 0,75; 1; 1,5 и 2 м с круглыми ребрами и поверхностью нагрева 1; 1,5; 2; 3 и 4 м2 .На концах трубы предусмотрены фланцы для присоединения их к фланцам теплопровода системы отопления. Ребристые трубы в помещениях с продолжительным пребыванием людей не устанавливают.
Конвекторы. В последние годы стали широко применяться конвекторы — отопительные приборы, передающие теплоту в основном конвективным путем.
36.Требования, предъявляемые к нагревательным приборам.Отопительные приборы являются основным элементом системы отопления и должны отвечать определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, технико-экономическим, архитектурно-строительным и монтажным требованиям.
Теплотехнические требования заключаются в основном в том, что отопительные приборы должны хорошо передавать теплоту от теплоносителя (воды или пара) отапливаемым помещениям, т.е. чтобы коэффициент теплопередачи их был как можно выше, не менее 9— 10 Вт/(м2-К).
Санитарно-гигиенические, предъявляемые к отопительным приборам, заключаются в том, чтобы конструкция и форма (вид) их поверхности не приводили к скоплению пыли и позволяли ее легко удалять.
Технико-экономические : минимальная заводская стоимость; минимальный расход металла; соответствие конструкции прибора требованиям технологии их массового производства; секционность, позволяющая компоновать прибор с требуемой площадью поверхности нагрева.
Критерием для теплотехнической и технико-экономической опенки металлических отопительных приборов служит тепловое напряжение металла прибора М, Вт/(кг-К), что представляет отношение величины теплового потока прибора при разности средних температур
поверхности прибора и окружающего воздуха помещения в 1 0С, отнесенной к массе металла прибора!
M = Qпр/G∆t,
где Qпр — количество теплоты, отдаваемой прибором, Вт; G — масса прибора, кг; ∆t — разность средних температур поверхности прибора и окружающего воздуха (tПр—tв).
Архитектурно-строительные: включают сокращение площади, занимаемой отопительными приборами, и обеспечение их приятного внешнего вида.
Монтажные требования:отражают прежде всего необходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов.
37.Размещение и установка отопительных приборов. Отопительные приборы системы центрального отопления размещают у наружных стен , преимущественно под окнами, так как в результате уменьшаются холодные токи воздуха вблизи окон. С целью минимального выступа приборов в помещение в стене часто делают ниши глубиной до 130 мм. При такой глубине коэффициент теплопередачи прибора принимают такой же, как и для прибора, установленного без ниши.
Отопительные приборы, установленные в лестничных клетках, не должны выступать из плоскости стен на уровне движения людей и сокращать требуемую нормами ширину маршей и площадок.
.Приборы не следует загораживать мебелью, так как это уменьшает их теплопередачу и затрудняет очистку от пыли. Декоративные экраны (решетки) допускается предусматривать у отопительных приборов (кроме конвекторов с кожухами) в общественных зданиях, обеспечивая доступ к отопительным приборам для очистки.
Присоединение отопительных приборов к теплопроводам может осуществляться по трем схемам (схемы подачи и отвода воды из приборов), которые кратко называются: «сверху вниз» «снизу вниз» и «снизу вверх». Наиболее эффективна схема «сверху вниз», при которой плотность теплового потока отопительного прибора f/„P всегда выше за счет наиболее равномерной и высокой температуры поверхности прибора, чем при схеме «снизу вниз» и особенно «снизу вверх».
В двухтрубных и однотрубных системах с верхней прокладкой подающей магистрали наиболее целесообразно размещать приборы по отношению к стоякам таким образом, чтобы каждый стояк имел двустороннюю нагрузку.К.стоякам, питающим приборы лестничных клеток, нельзя присоединять приборы других помещений.
Разностороннее присоединение теплопроводов к отопительному прибору при схеме «сверху вниз» применяется в тех случаях, когда горизонтальная обратная магистраль системы находится под прибором ,над прибором и при внутренней установке крупного прибора. Хотя теплотехнически преимущество имеет разностороннее присоединение теплопроводов, на практике чаще используется одностороннее присоединение.
Площадь поверхности отопительных приборов Fр измеряют в настоящее время только в м2. Для расчета Fp прежде всего необходимо определить величину теплового потока отопительного прибора, обусловленного его поверхностной плотностью,т. е. значением теплового потока qпр, передаваемого от теплоносителя в окружающую среду через 1 м2 площади поверхности прибора.
Как следует из основного уравнения теплопередачи , плотность теплового потока приборов, являясь произведением коэффициента теплопередачи на температурный напор, зависит от тех же факторов, что и коэффициент теплопередачи. Поэтому на практике для упрощения расчетов определяют с учетом всех факторов сразу плотность теплового потока отопительного прибора qпр. Для этого используют так называемую номинальную плотность теплового потока
39.В системах парового отопления используется свойство пара при конденсации выделять скрытую теплоту фазового превращения. При конденсации в нагревательном приборе 1 кг пара помещение получает около 2260 кДж теплоты.
По сравнению с системами водяного отопления системы парового отопления имеют следующие преимущества:
1) стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного отопления;
2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения)
3) быстрый прогрев помещений и выключение системы из работы;
4) возможность использования систем отопления в зданиях повышенной этажности вследствие малой плотности пара.
недостатки:
1) невозможность центрального качественного регулирования (изменения температуры теплоносителя) подачи теплоты, вследствие чего в помещении трудно поддерживать постоянную и равномерную температуру;
2) загрязнение воздуха продуктами сухой возгонки (разложения) органической пыли, оседающей на поверхность отопительных приборов;
3) большие теплопотери паропроводов;
4) сокращение срока службы паропроводов в результате попадания воздуха в систему при периодическом ее отключении, вызывающего интенсификацию коррозии, особенно конденсатопроводов.
КласификацияПо величине давления, подаваемого в систему отопления, различают системы отопления высокого(ризб>0,07 МПа), низкого(ризб<0,07 МПа) давления и вакуум-паровые(Рабс<0,1 МПа).
По способу возврата конденсата системы парового отопления подразделяются на замкнутые (конденсат благодаря наклону трубопроводов самотеком возвращается из отопительных приборов в котел или в тепловую сеть) и разомкнутые(конденсат поступает сначала в конденсаторный бак, а затем перекачивается насосом в котел или в тепловую сеть).
По месту расположения паропровода и схеме стояков системы парового отопления можно выполнять так же, как и системы водяного отопления, т.е. с верхним, нижним и промежуточным распределением пара при однотрубной и двухтрубной схемах обслуживания отопительных приборов.
52.Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха, подаваемого или удаляемого за 1ч из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре, принято называть кратностью воздухообмена. При этом знаком (+) обозначается воздухообмен по притоку, знаком (—) — по вытяжке, т. е.
±n = L/Va.
Воздухообмен в помещениях L, м3/ч, определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м3 по следующим формулам:
а) по избыткам явной теплоты
L=Lоб(р)з+(3.6Qявн-c Lоб(р)з(tоб(р)з-tпр))/с(tв-tпр)
б) по массе выделяющихся вредных веществ
L=Lоб(р)з+(mро- Lоб(р)з(kоб(р)з-tпр))/(kв-kпр)
Если в помещение выделяется несколько вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, необходимо воздухообмен определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;
в) по избыткам влаги (водяного пара)
L=Lоб(р)з+(G- 1.2Lоб(р)з(dоб(р)з-dпр))/1.2(dв-dпр)
В помещениях с избыточной влагой (театрах, столовых, банях, прачечных и т. п.) необходимо делать проверку достаточности воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждений при расчетных параметрах наружного воздуха в холодный период года;
г) по избыткам полной теплоты
L=Lоб(р)з+(3.6Qполн- 1.2Lоб(р)з(Lоб(р)з-Lпр))/1.2(Lв-Lпр)
д) по нормируемой кратности воздухообмена
L = Vn;
е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха :L = FLпр;
Параметр kоб(р)з принимают равным ПДК в рабочей зоне помещения, а параметры воздуха tоб(р)з dоб(р)з Lоб(р)з — равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения по разд. II [11].
За расчетное значение воздухообмена следует принять большую из величин, полученных по приведенным формулам.
По способу организации воздухообменав помещениях вентиляция может быть общеобменной, местной (локализующей), смешанной, аварийной и противодымной.Общеобменнаявентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении, главным образом в рабочей зоне (Я = 1,5—2 м от пола), когда какие-либо вредные вещества распространяются по всему объему помещения или нет возможности уловить их в местах выделения.
При местной вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Местная приточная вентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных местах помещения (на рабочих местах). Примером такой вентиляции может служить воздушный душ — струя воздуха, направленная непосредственно на рабочее место.
Смешанные системы,применяемые главным образом в производственных помещениях, представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной .
Аварийные вентиляционные установки предусматривают в помещениях, в которых возможно внезапное неожиданное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих допустимые. Эти установки включают только в случае, если необходимо быстро удалить вредные выделения.
Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эксплуатации людей из помещений здания в начальной стадии пожара.
53.Системами естественной вентиляции называются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.
В системах естественной вентиляции величина располагаемого давления, которое расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и непостоянна. Поэтому приточную канальную вентиляцию с естественным побуждением в настоящее время почти не применяют.
Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях согласно СНиП 2.04.05—86 естественную вентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку — дефлектор. Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу.
Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.
54. Аэродинамический расчет естественной вытяжной канальной системы вентиляции.
При движении воздуха по каналам, воздуховодам и шахте имеют место потери давления на трение и в местных сопротивлениях. Правильно подобранные размеры каналов, сборных воздуховодов и шахты обеспечивают удаление необходимого объема воздуха из помещения и увязку потерь давления на трение и в местных сопротивлениях сети с располагаемым естественным давлением.
Для нормальной работы системы вентиляции необходимо, чтобы соблюдалось условие:
,
де - потери давления на трение в расчетной ветви, Па; Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па; - коэффициент запаса, равный;
- располагаемое естественное давление, Па.
Проверка работы вытяжной канальной системы вентиляции производится путем аэродинамического расчета системы вентиляции.
Расчет системы вентиляции выполняют по аксонометрической схеме, которая вычерчивается после проделанной работы:
а) определены воздухообмены L, м3/ч для вентилируемых помещений;
б) определены предварительно сечения каналов и их количество
F = , м2
где W- скорость воздуха в канале, м/с.
в) компонуют вентиляционную систему.
Последовательность расчета.
1) Выбирают расчетную ветвь системы вентиляции вентиляционный канал верхнего этажа как наиболее неблагоприятно расположенный по отношению к вытяжной шахте.
2) Определяют располагаемое гравитационное давление для расчетной ветви
3) Уточняют скорость движения воздуха в канале по принятому сечению канала
W = , м/с
4) Находят эквивалентный по трению диаметр канала для прямоугольного сечения
dЭКВ = ,мм
где а, b - размеры сторон прямоугольного канала, мм.
5) Зная эквивалентный диаметр канала и скорость движения воздуха, определяют потери давления на трение R, Па на I погонный метр и динамическое давление hД, Па, используя номограмму для расчета круглых стальных воздуховодов [5, рис. 14.9].
6) Определяют потери давления на трение на участке.
РТ= R· l· , Па
где l- длина участка, м;
- коэффициент шероховатости, определяемый
7) Определяют потери на трение в местных сопротивлениях, зная hД и сумму коэффициентов местных сопротивлений
,
8) Находят суммарные потери давления на участке , Па, и в рассчитываемой ветви , Па.
9) Проверяют равенство (ф. 56)
Расчет других каналов следует производить с увязкой потерь давления в параллельных участках с учетом разности значений располагаемых давлений для вентканалов, обслуживающих помещения других этажей.
Так как стандартные вентиляционные панели или блоки обычно выводятся на крышу здания раздельными каналами, то расчет системы вентиляции ведут для одиночного вентиляционного канала.
55.Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основным их достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать, т. е. нагревать или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать.
Вследствие этого механическая вентиляция, как приточная, так и вытяжная, получила весьма широкое применение, особенно в промышленности .
Приточные системы механической вентиляции состоят из сл. конструктивных элементов: 1) воздухо-приемного устройства, через которое наружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с оборудованием для обработки воздуха и подачи его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов, по которым ■ воздух вентилятором распределяется по отдельным вентилируемым помещениям; 4) приточных отверстий с решетками или специальных приточных насадков, через которые воздух из приточных каналов поступает в помещения; 5) регулирующих устройств в виде дроссель-клапанов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприем-ных устройствах, на ответвлениях воздуховодов и в каналах
Вытяжные системы механической вентиляции обычно состоят из сл. эл-ов: 1) жалюзийных решеток и специальных насадков, через которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, по которым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод; 3) сборных воздуховодов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяжной камеры, в которой установлен вентилятор с электродвигателем; 5) оборудования для очистки воздуха, если удаляемый воздух сильно загрязнен; 6) вытяжной шахты, служащей для отвода в атмосферу воздуха, извлекаемого из помещений; 7) регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек).
Отдельные приточные и вытяжные системы механической вентиляции могут не иметь некоторых из перечисленных элементов
Применив к адиабатному процессу первый закон термодинамики, получим dqад = du + dl = 0, отсюда dlад= - du, или dlад=(U1-U2), т. е. работа при адиабатном расширении происходит вследствие изменения (уменьшения) внутренней энергии рабочего тела. Выразим U1-U2 через Cv(T1-T2), получаем, lад= Cv(T1-T2). Известно, что Т=ЗМ.К, тогда lад= Cv(P1V1- P2V2)/R, но т.к. Cv/R=1/(k-1), то lад=(P1V1- P2V2)/ (k-1). Где R= Cр- Cv, k= Cр/ Cv.
Графически эта работа выражается площадью 1-2-2'-1'-1.
Политропный процесс. Политропным процессом называется процесс, в котором могут изменяться все основные параметры газа, т. е. давление, объем и температура, или только некоторые из них.
Уравнение политропного процесса имеет вид РV n=const. где n— показатель политропы, изменяющийся для разных процессов от 0 до ±∞.
Все термодинамические процессы являются частными случаями политропного процесса.
Подставив в ур-ие п=0, будем иметь p=const — изобарный процесс; если п=1, то PV=const, т. е. изотермический процесс; при n=k уравнение примет вид PVk = const — адиабатный процесс; при n=±∞ получим V =const — изохорный процесс.
формула для работы в политропном процессе lп=(P1V1- P2V2)/ (n-1). Формула для определения зависимости между давлением и объемом Р1/Р2= (V2/V1)n. Теплоемкость идеального газа в политропном процессе Сп=СV(n-k)/(n-1). Кол-во теплоты qп= СV(n-k)(Т2-Т1) /(n-1).
23.
23. Термическое сопротивление неоднородных в теплотехническом отношении ограждений (на примере многослойной ж/б плиты).
Определяем среднее термическое сопротивление RCР многопустотной ж/б плиты, так как конструкция плиты является неоднородной в теплотехническом отношении.
Определяем термическое сопротивление ж/б плиты
где, RІ - термическое сопротивление участка І-І (два слоя железобетона толщиной 30мм и воздушная прослойка толщиной 90мм).
Согласно ф. 6:
(м2·оС)/Вт
где RВ.П.=0.18 – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки.
RІІ - термическое сопротивление участка - (толщина глухой части ж/б плиты равна 0.15м):
(м2·оС)/Вт
FІ,FІІ – площади характерных участков по поверхности плиты, м2. Для определения FІ и FІІ берем участок ж/б плиты 1м, тогда
FІ= 0.09·1=0.09 м2, FІІ=0.03·1=0.03 м2
б. Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, условно разрезаем ж/б плиту на три слоя. Термические сопротивления для 1-го и 3-го слоев определяем по ф.:
(м2·оС)/Вт
Термическое сопротивление 2-го слоя (воздушные прослойки и железобетонные перемычки), как неоднородного в теплотехническом отношении, определяем по ф. 7, условно разрезая его на 2 участка (см. рис.2).
Для участка - (воздушная прослойка толщиной 0.09м) R1=RВ.П.=0.18(м2·оС)/Вт .
Для участка - (ж/б перемычка толщиной 0.09м)
(м2·оС)/Вт
Сумма термических сопротивлений для всех трех слоев (ф. 6):
(м2·оС)/Вт
Среднее термическое сопротивление плиты определяем по ф. (8):
(м2·оС)/Вт
Наши рекомендации