Система отопления. 
Теплогазоснабжение и вентиляция жилого 2-х этажного дома в г. Казань

Выбор системы отопления и типа нагревательного прибора

Для жилых зданий принимается водоводная однотрубная система отопления с параметрами теплоносителей 120−70 ⁰С.

В качестве нагревательных приборов выбираем конвекторы «Универсал».

Принимаем систему: однотрубную с нижней разводкой, с П-образными стояками, с тупиковой разводкой магистрали, стояки проточные с конвекторами, регулирование теплоотдачи производится воздушными клапаном, встроенным в конструкцию прибора.

Конвекторы и другие подобные приборы обладают малой тепловой инерцией. Приборы конвективно-радиационного и конвективного вида (не.

более двух видов приборов для всего здания или сооружения) применяют в обычных условиях при длительном пребывании людей. Эти приборы обеспечивают равномерное обогревание помещений.

Тепловой расчет нагревательного прибора

Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого отопительными приборами, установленными в помещении, соответствовало расчетным теплопотерям помещения.

Нагревательные приборы размещаем под световыми проемами.

Стояки прокладываем открыто у наружных стен на расстоянии 50 мм от внутренней поверхности до оси труб. В угловых помещениях стояки размещаем в углах наружных стен.

Магистрали системы отопления прокладываются в подвальном помещении.

На магистралях, стояках, подводках устраиваем регулирующую арматуру (вентили, задвижки, краны и т. д.).

Порядок расчета

1. Вычерчиваем расчетную схему стояка и проставляем на ней диаметры d, мм и длину l, м, труб и величину теплового потока отопительного прибора Qт. п, Вт.

• 2. Определяем по таблице 76 с. 225 учебное пособие Еремкина А. И., Т. И. Королевой, 2008 год «Тепловой режим зданий» суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали диаметром 20 мм и длиной от начала системы до рассматриваемого стояка 10 м (t_п.м. = 0,4 ^оС).
• 3. Рассчитываем общее количество воды, кг/ч, циркулирующей по стояку, кг/ч по формуле:

G_ст. = (3.6*?Q_пр*₁*₂)/(с*(t_г — t_п.м — t_о)),.

где:

• ?Q_пр — суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт
• 1 — коэффициент учета номенклатурного ряда отопительных приборов;
• 2 — коэффициент учета дополнительных тепловых потерь отопительными приборами у наружных ограждений;

t_г, t_о — температура нагретого и охлажденного теплоносителя;

с — удельная массовая теплоемкость воды; c =4,187 кДж/(кг ^оС).

G_ст. = (3.6*11 628*1,03*1,02)/(4,187*(120 — 0,4 — 70)) = 211,77 кг/ч.

4. Рассчитываем расход воды, проходящей через каждый отопительный прибор с учетом коэффициента затекания б по формуле:

G_пр. = G_ст. * б.

G_пр. = 211,77 * 1 = 211,77 кг/ч.

5. Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом tп. м, оС:

t_{вх (1)} = t_г — t_п.м = 120 — 0,4 = 19,6 ^оС — для 1-го прибора;

t_{вх (2)} = t_г — t_п.м — ((3.6*Q_{пр (1)}*₁*₂)/(с * G_{ст (1)})) =.

= 120−0,4-((3,6*2868*1,03*1,02)/(4,187*211,77))= 107,37 ^оС — для 2-го прибора;

t_{вх (3)} = t_г — t_п.м — ((3.6*Q_{пр (1 + 2)}*₁*₂)/(с * G_{ст (2)})) =.

= 120−0,4-((3,6*2946*1,03*1,02)/(4,187*211,77))= 95,15 ^оСдля 3-го прибора;

t_{вх (4)} = t_г — t_п.м — ((3.6*Q_{пр (1 + 2 + 3)}*₁*₂)/(с * G_{ст (3)})) =.

= 120−0,4-((3,6*2946*1,03*1,02)/(4,187*211,77))= 82,59 ^оС — для 4-го прибора;

6. Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

t_{ср (1)} = t_{вх (1)} — ((0,5*3.6*Q_{пр (1)}*₁*₂)/(с * G_{пр (1)})) =.

119,6- (0,5*3,6*1,03*1,02*2868)/(4,187*211,77))=113,48^оС-для 1-го прибора;

t_{ср (2)} = t_{вх (2)} — ((0,5*3.6*Q_{пр (2)}*₁*₂)/(с * G_{пр (2)})) =.

113,48-(0,5*3,6*1,03*1,02*2868)/(4,187*211,77))=101,26^оС-для 2-го прибора;

t_{ср (3)} = t_{вх (3)} — ((0,5*3.6*Q_{пр (3)}*₁*₂)/(с * G_{пр (3)})) =.

101,26-(0,5*3,6*1,03*1,02*2946)/(4,187*211,77))=88,86 ^оСдля 3-го прибора;

t_{ср (4)} = t_{вх (4)} — ((0,5*3.6*Q_{пр (4)}*₁*₂)/(с * G_{пр (4)})) =.

• 88,86-(0,5*3,6*1,03*1,02*2946)/(4,187*211,77))=76,30 ^оС — для 4-го прибора;
• 7. Определяем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

t_{ср (1)} = t_{ср (1)} — t_в = 113,48 -23 = 90,48 ^оС — для 1-го прибора;

t_{ср (2)} = t_{ср (2)} — t_в = 101,26 -23 = 78,26 ^оС — для 2-го прибора;

t_{ср (3)} = t_{ср (3)} — t_в = 88,86 -23 = 65,86 ^оС — для 3-го прибора;

t_{ср (4)} = t_{ср (4)} — t_в = 76,30 -23 = 53,30 ^оС — для 4-го прибора;

8. Определяем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

q_{пр (1)} = q_ном * (t_{ср (1)} / 70)¹⁺ⁿ * (G_{пр (1)} / 360)^p, где.

p, n — экспериментальные числовые показатели, р=0,07; n=0,35.

q_ном — номинальный тепловой поток 1 секции конвектора «Универсал».

q_{пр (1)} = 518* (90,48 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =705,80 Вт/м² — для 1-го прибора;

q_{пр (2)} = 518* (78,26 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =580,19 Вт/м² — для 2-го прибора;

q_{пр (3)} = 518* (65,86 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =459,71 Вт/м² — для 3-го прибора;

q_{пр (4)} = 518* (53,30 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =345,50 Вт/м² — для 4-го прибора;

9. Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенных в помещении:

для 1-го прибора:

t_{вх (1)} — t_в = 119,6−23=96,6 ^оС.

Q_{тр (1)} = q_{в (1)}l_{в (1)} + q_{г (1)}l_{г (1)} = 115*2,9+143*0,5=405,0 Вт;

для 2-го прибора:

t_{вх (2)} — t_в = 107,37−23=84,37 ^оС.

Q_{тр (2)} = q_{в (2)}l_{в (2)} + q_{г (2)}l_{г (2)} = 115*2,9+143*0,5=405,0 Вт;

для 3-го прибора:

t_{вх (3)} — t_в = 95,15 -23=72,15 ^оС.

Q_{тр (3)} = q_{в (3)}l_{в (3)} + q_{г (3)}l_{г (3)} = 94*2,9+117*0,5=331,1 Вт;

для 4-го прибора:

t_{вх (4)} — t_в = 82,59 -23=59,59 ^оС.

Q_{тр (4)} = q_{в (4)}l_{в (4)} + q_{г (4)}l_{г (4)} = 77*2,9+96*0,5=271,3 Вт;

10. Определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб:

Q_{п.р (i).}= Q_т.п.(i) — _тр * Q_{т.р (i)}, где.

Q_т.п.(i) — теплопотери в i-ом помещении;

_тр — поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов: при открытой прокладке — _тр=0,9.

Q_{п.р (1)}= 2868 — 0,9*405,0 =2503,5 Вт;

Q_{п.р (2).}= 2868 — 0,9*405,0 =2503,5 Вт;

Q_{п.р (3).}= 2946- 0,9*331,1 =2648,0 Вт;

Q_{п.р (4).}= 2946 — 0,9*271,3 =2701,8 Вт;

11. Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

А_пр = Q_п.р / q_пр

А_{пр (1)}= 2503,5 /705,8 = 3,55 м² — для 1-го прибора;

А_{пр (2)}= 2503,5 /580,19 = 4,31 м² — для 2-го прибора;

А_{пр (3)}= 2648,0 /459,71 = 5,76 м² — для 3-го прибора;

А_{пр (4)}= 2701,8 /345,5 = 7,82 м² — для 4-го прибора;

• 12. Определяем типоразмеры отопительных приборов в зависимости от Апр, м2 [5, с.297]:
• 1-й этаж — 1-й конвектор КН20−1,226к;
• 2-й конвектор КН20−1,573к;
• 2-й этаж — 3-й конвектор КН20−2,063к;
• 4-й конвектор КН20−2,819к;

Гидравлический расчет системы отопления

Расчёт вертикальной системы отопления (для двойных стояков) ведём по характеристикам гидравлического сопротивления. Стояки принимаем с односторонним присоединением приборов. Сначала определяем характеристики гидравлического сопротивления стояков согласно табл. 10.19 спр. Староверова. 1ч:

где S1 — сопротивление этаж. стояков;

S2 — сопротивление приборных узлов верхнего этажа;

S3 — сопротивление узла присоединения у подающей магистрали;

S4 — сопротивление узла присоединения у обратной магистрали;

S5 — сопротивление прямых участков труб стояков;

S6 — сопротивление приборных узлов, определяется по формуле:

SПсопротивления подвода, (Па/(кг/ч)2).

SПР — сопротивление прибора длиной 1 (м), (Па/(кг/ч)2).

lПР — длина прибора Определяем потери давления. Для стояков:

Па На участках необходимо определить скорость движения воды:

Затем находим RУД по таблице II.2 спр. Староверова. Линейные потери на участке находим по формуле:

Определяем коэффициенты местных сопротивлений по таблице II.11 и местные потери давления на участке по таблице II.3.

Находим невязку. Невязка для тупиковых систем не должна превышать 15%, иначе необходимо установить шайбу, диаметр которой определяется по следующей формуле:

мм Для того, чтобы произвести расчет системы, разбиваем схему на участки и выделяем стояки.