Отопление

1. Общая часть 3
1.1. Цель курсовой работы 3
1.2. Исходные данные 3
1.3. Проектное задание 7
2. Тепловой пункт. Конструирование и выбор оборудования теплового пункта 9
2.1. Расчетное теплопотребление системы отопления здания 9
2.2. Выбор типа присоединения системы отопления к тепловым сетям 9
2.3. Общий расход воды в системе отопления 10
2.4. Подбор и расчет оборудования теплового пункта. Состав и конструкция оборудования 10
2.5. Выбор и размещение отопительных приборов 18
3. Центральное отопление здания. Выбор и конструирование системы отопления 19
3.1. Гидравлический расчет системы отопления 19
3.2. Тепловой расчет отопительных приборов 21
3.3. Эпюра распределения циркуляционного давления 22
4. Выбор и проверочный расчет отопительной печи 23
Список используемой литературы 27

В графе 5 проставляется диаметр участка. Диаметр подбирается таким образом, чтобы скорость движения воды на участке не превышала 1-1,5 м/сек. Если скорость воды на участке выше этих значений, то диаметр участка увеличивается. (Таблица Шевелева).
В графе 6 проставляется коэффициент шероховатости стенок труб. Из справочных данных для стальных труб он составляет 0,2.
В графе 7 проставляется сумма коэффициентов местных сопротивлений для каждого участка, которые включают отводы, тройники, крестовины и пр. Для каждого участка определяем сумму местных сопротивлений и вносим в табл.№9.
Таблица 8. Гидравлический расчет системы отопления
Номер
расчет-
ного
участка Номер
преды-
дущего
участка Расход
тепла на
участке
Q
квт Расход
воды на
участке
G
т/час Длина
участка,
L
м Диаметр
участка, 
d
мм Коэффи-
циент
шерохо-
ватости
K э Сумма
коэф-тов
местных
сопротив-
лений Удельные
потери
на уч-ке, 
S уд·104
мм. в.с. Линейные
потери
на уч-ке, ΔР л
мм. в.с. Местные
потери
на уч-ке,
ΔР м.уч
мм. в.с. Суммарные
потери
на уч-ке,
ΔР уч
м. в.с. Потери
от ввода
по одному
трубопро-
воду,
ΔРс
м. в.с. 1   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Основное циркуляционное кольцо                   2 1 5.461 0.217 3.2 20 0.2 1.8 3.5 11.2 31.7 0.0429 0.0429             Итого потери по ОЦК составляют 0.0429м.в.ст.      Второстепенное циркуляционное кольцо     5 1 2.767 0.11 1.1 20 0.2 1.3 3.5 3.85 6.34 0.0102 0.0102 6 5 4.913 0.195 15.4 20 0.2 1 3.5 53.9 14.1 0.068 0.0782 7 6 6.48 0.257 5.9 20 0.2 0.5 3.5 20.65 12.9 0.034 0.1122 Невязка 62 % Невязка гасится балансировочным клапаном
Таблица 9. Коэффициенты местных сопротивлений по участкам:
№ уч. Отопит. прибор Тройник Переход Отвод Вентиль или КДР Крестовина Сумма коэффициентов местных сопротивлений 2 0,5 0,5 0,8 1,8 5 0,5 0,8 1.3 6 0,5x2 1 7 0,5 0.5 В графе 8 проставляются удельные потери на участке, которые подбираются в зависимости от диаметра и нагрузки на участке по таблице II.1 приложения II, Внутренние санитарно-технические устройства, Ч.1. Отопление.
В графе 9 подсчитываем линейные потери на участке, путем перемножения граф 4 и 8.
В графе 10 проставляются местные потери по участкам, которые получаются при умножении графы 6 на динамическое давление на участке. Затем сложением показателей граф 9 и 10 получаем общие потери напора на участке.
Сложив все просчитанные потери по участка определим суммарные потери в ОЦК и сравниваем их в располагаемым давлением.
В нашем случае потери давления в ОЦК составляют 0.0429м. в.ст.
При подборе насоса потери напора в системе отопления были приняты 1,0 м.в.ст, таким образом потери напора в сети немного меньше располагаемому давлению и диаметры трубопроводов на участке приняты правильно.
Далее производится расчет второстепенного кольца аналогично ОЦК.
3.2. Тепловой расчет отопительных приборов
Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающий необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов. Для теплоносителя воды – это максимальная средняя температура воды в приборе, связанная с её расходом.
Расчетная площадь отопительного прибора независимо от типа теплоносителя находится:
qпр – поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2;
Fпр – расчетная площадь отопительного прибора, м2.
Qпр-теплопотери в помещении, Вт.
qпр= qном(Δср/ 70)1+n· (Gпр/360)р·в·ψ·с
ψ - коэффициент учета направления движения воды в приборе (при схеме движения воды «снизу-вверх» по формуле (9.6) [2], для иных схем ψ = 1). Для нашего случая равен 1.
где qном - номинальная плотность теплового потока прибора, Вт/м2 , определяемая по табл. Х.1 и составляет qном =178/0,289=595вт/м2 ;
n, p - показатели для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по9.2 [2];
Gпp - расчетный расход воды в приборе, по расчетной таблице гидравлического расчета стояков системы отопления и составляет 66,9 кг/ч;
∆tср , 0С – средний температурный напор, ∆tср = tср – tв

tср - средний температурный напор в приборе, составляет Δ tср=(90+65)/2-20 =57,5°С
Длина секционных радиаторов зависит от числа секций, составляющих прибор.
f1 – площадь одной секции, м2; составляет 0,289 м2
(4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиаторов в помещении; (4=1.01
(3 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе. – 1.05
Таблица 3.3.Тепловой расчет отопительных приборов
№
пом Qпр Fприбора B3 B4 N стояк №1 104 344 0,76 1,05 1,01 3,0 103 431 0,96 1,05 1,01 4,0 208 404 0,90 1,05 1,01 3,0 207 388 0,86 1,05 1,01 3,0 стояк№2     102 498 1,10 1,05 1,01 4,0 101 558 1,24 1,05 1,01 5,0 203 394 0,87 1,05 1,01 3,0 202 696 1,54 1,05 1,01 6,0 стояк№3     137 344 0,76 1,05 1,01 3,0 132 730 1,62 1,05 1,01 6,0 227 845 1,87 1,05 1,01 7,0 301 1466 3,25 1,05 1,01 11,0 стояк№4     130 1394 3,09 1,05 1,01 11,0 226 2530 5,61 1,05 1,01 19,0 305 1537 3,41 1,05 1,01 12,0 стояк№5     124 2203 4,88 1,05 1,01 17,0 222 1284 2,85 1,05 1,01 10,0 стояк№6     123 782 1,73 1,05 1,01 6,0 221 610 1,35 1,05 1,01 5,0
3.3. Эпюра распределения циркуляционного давления
Эпюра распределения циркуляционного давления в магистралях системы отопления строится в соответствии с рекомендациями учебника. Она предназначена прежде всего для выявления располагаемого циркуляционного давления Рст в точках присоединения к магистралям всех остальных стояков рассчитанной ветви системы и, при необходимости, их последующего гидравлического расчета. С помощью эпюры можно выявить стояки с опрокинутой циркуляцией воды (давление в точке присоединения к обратной магистрали больше, чем в начале стояка).
4. Выбор и проверочный расчет отопительной печи
Принимаем для расчета помещение 305.
Считаем (условно), что помещение находятся в одноэтажном здании.
Теплопотери помещения равны Qот =1537Вт.
Помещение имеет размеры в плане 6.205х12.64х3.0=235.3м3, двойные окна 1.2х1.5=1.8 (5) окна), внутренняя дверь 2.1м2 х2=4.2
Qп=1537Вт
Проверяем пригодность тонкостенной печи повышенного прогрева ПТК – 3500.
Топливо для печи – дрова с Q р п=12600 кДж/кг
Печь массой – 1500кг обладает коэффициентом М=0,9 при одной топки в сутки.
Принимаем продолжительность топки печи с поправочным коэффициентом 1.5 для печи повышенного прогрева, т.е. m=24-1.9=22.1ч.
Расчет топливника.
Расход дров за одну топку составляет
G=3,6·Qп(m+n)/ Qп pŋn
где Qп – расчетные теплоотдача, Вт
(m+n) – продолжительность топки и срок остывания, ч
Qп p – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг
ŋn – КПД печи
G=3,6·1537·24/12600·0,7=15,1кг
Площадь подачи, м2
Апод = G/ρhсл
hсл – толщина слоя топлива, м
Апод = 15,1/400х0,3 = 0,13
Близка к фактической площади пода, равной 0,65·0,2=0,13 (см.чертеж)
В топливнике печи установлена колосниковая решетка размером 0,25·0,15м. Удельное напряжение колосниковой решетки
Вр = G / m Ак.р.
Вр = 15,1/1.9х0,25х0,15=212кг/(чм2),
Что меньше допустимого напряжения 250кг/(чм2),
Требуемую высоту топливника печи вычислим по формуле при Qт / Vт= 405000 Вт/м3 (прил.1)
ht = G Qп p ŋn /3,6mАпод (Qт/Vт)
ht = 15,1х12600х0.9/(3,6х1,9х0,13х405000)=0.48
Высоту топливника печи (0,42-0,49) оставляем без изменений.
Площадь поддувального отверстия печи составляет Ап.о=0,12х0,12=0,0144м2. Скорость движения воздуха в поддувальном отверстии определим из формулы при Lо=10 м3/кг (прил.1) и tв=20оС.
ν = 15,1х10[1+(20/273)]/ 3600х1,9х0,0144 = 1,7
Скорость движения воздуха в допустимых пределах
Проверка тепловосприятия печи. Печь за срок нагревания и остывания (24 ч) должна передать в помещение общее количество теплоты, найденное по формуле :
Qобщ тр =3,6 Qп(m+n)
Qобщ тр =3,6х1537х24 = 132797кДж
По рисунку установим площадь внутренней поверхности топливника и газоходов печи, по прил.2 – плотность воспринимаемого теплового потока:
топливник………………………………… aт=0,9 м2, qт=7000 Вт/м2;
первый газоход с перевалом…….. a1=1,98 м2, q1=5200 Вт/м2;
промежуточные газоходы………… aпр=2,8 м2, qпр=2670 Вт/м2.
Тепловосприятие внутренними стенками печи в течение 1 ч вычислим по формуле
Qвоспр = 3,6(7000х0,9 + 5200х1,98+ 2670х2,8) = 86659,2 кДж/ч .
В течение одной топки (1,9 ч) тепловосприятие печи составит
Qобщ = mQвоспр = 1,9х86659,2 = 164652,48 кДж ,
что значительно больше требуемого тепловосприятия (132797кДж).
Таким образом, принимаем высоту печи 1,93м.
Расчет скорости движения газов в каналах печи.
Скорость движения газов найдем по формуле :
v1 = GLо(1+tг/273)/3600mАканн
tг – среднее значение температуры дымовых газов в отдельных частях газоходов печи, оС,
при расчетах принимаем по прил.2
в первом газоходе при температуре газов 700 ОС (прил. 2)
v1 = 15,1х10(1 + (700 / 273)) / (3600∙1,9∙0,13∙0,26) = 2,34 м/с ;
в промежуточных газоходах при температуре газов 500 ОС
vпр = 15,1∙10(1 + (500 / 273)) / (2∙3600∙1,9((0,445∙0,06) + (0,255∙0,125))) = 0,54 м/с .
Скорость движения газов находится в допустимых пределах (Прил. 2).
Проверка теплоаккумуляции печи. Печь должна аккумулировать количество теплоты,
вычисленное по формуле :
Qтр акк = 3,6Qnn
Qтр акк = 3,6∙1537∙22,1 = 122284 кДж .
Активный объем печи
Vа = 0,775х0,52х1,73 = 0,697 м3 .
Объем полостей в печи:
в топливнике - 0,510,250,49 = 0,0624 м3 ;
в вертикальных каналах - 0,255х0,58х0,91= 0,135 м3 ;
у загрузочной дверцы - 0,20,40,12 = 0,0096 м3 .
Общий объем полостей в пределах активного объема печи Vпол=0,207 м3.
Действительная теплоаккумуляция печи по формуле
Qакк = (Vа – Vпол) ρмсм∆t,
ρм – плотность массива кг/м3
см – удельная теплоемкость массива, кДж/кг оС
∆t – среднее изменение температуры массива
Qакк = (0,697 - 0,207)1537∙0,88∙160 = 113836,8 кДж .
Проверка плотности теплоотдачи печи.
Площадь наружной нагревательной поверхности,
относящейся к активному объему печи, составляет:
боковых стенок (включая теплоотдачу и широкую отступку) (0,775 + 0,52)·2·1,73=4,48м2 ;
перекрыши (с поправочным коэффициентом 0,75) - 0,775·0,52·0,75 = 0,3 м2.
Общая “приведенная” площадь Ап= 4,48 + 0,3 = 4,78 м2.
Плотность теплового потока на “приведенной” теплоотдающей поверхности печи
повышенного прогрева, вычисленная по формуле,
qотд = Qп / Ап
qотд= 1537/ 4,78 = 321,5 Вт/м2
находится в допустимых пределах.
Расчет амплитуды колебаний температуры воздуха в обогреваемом помещении. Для
определения амплитуды вычислим сумму произведений коэффициента теплопоглощения В на
площадь А всех ограждений помещения, используя значения В, приведенные в справочной
литературе (Справочник проектировщика ч.1):
наружные стены кирпичные с известковой штукатуркой
(BA)н.с = 4,47·(3(4 + 8,95) = 173,65 Вт/ОС ;
двойные окна
(BA)ок = 2,3·2·3,6 = 16,56 Вт/ОС ;
внутренние стены дощатые с известковой штукатуркой
(BA)в.с = 4,3(8,95х3) = 115,46 Вт/ОС ;
дверь
(BA)дв = 2,3∙4,2 = 9,66 Вт/ОС ;
пол деревянный
(BA)пл = 2,43∙8,95·4 = 86,5 Вт/ОС ;
потолок деревянный
(BA)пт = 3,12∙8,95·4 = 111,7 Вт/ОС .
Всего Σ(ВА) = 173,65 + 16,56 + 115,46 + 9,66 + 86,5 + 111,7 = 513,53 Вт/ОС .
Амплитуду колебаний температуры воздуха в помещении найдем по формуле
At=0,7МQср / ∑(ВiAi) ≤ 3 ОС
М – коэффициент неравномерности теплоотдачи выбранного типа печи
At = 0,7∙1∙1537 / 513,53 = 2,1 ОС < 3 ОС .
Вывод: печь марки ПТК-3500 пригодна для отопления заданных помещений.

План расположения печи и конструктивный чертеж приведен в Графической части Курсового проекта.
Список используемой литературы

1. СНиП 2.04.05 – 91* . Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ЦИТП, 1998.
2. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.1. Отопление / Под ред. И. Г.
Староверова. - Изд.4-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1990.
3. Монтаж внутренних санитарно-технических устройств /Ю. Б. Александрович и др.; Под
ред. И. Г. Староверова. - Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1984.
4. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат,
1991.
5. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов. – М.: АСВ, 2000.
6. Семенов Л.А. Печное отопление. - Изд. 3-е. М.: Стройиздат, 1968..
7. Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления
зданий. - Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1983.
8. Шевелев Ф.А. Таблицы гидравлического расчета. М.: Стройиздат, 1973
Страница 22 из 27