ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоэнергетики

АВТОНОМНЫЕ СИСТЕМЫ ЧАСТНОГО ЖИЛОГО ДОМА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта

для студентов специальности 270109 Казань 2010 УДК 696/697 ББК 38.762.2;38.763 К57 К57 Автономные системы частного жилого дома : Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 270109 / Сост. А.В.Кодылев. Казань:

КазГАСУ, 2010.- Зб.с.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета В методических указаниях даны конструктивные разработки систем, расстановка оборудования и арматуры, а также расчет систем жизнеобеспечения здания.

Табл.3, библиогр. 10 наимен.

Рецензент Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой котельных установок Казанского государственного энергетического университета М.А.Таймаров УДК 696/ ББК 38.762.2;38. Казанский государственный архитектурностроительный университет, Кодылев А.В.,

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Состав в объем проекта.

2.Отопление

2.1 Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций.................. 2.2 Потери тепла в помещениях

2.4. Расчет отопительных приборов

2.3. Гидравлический расчёт системы отопления

2.5. Расчет системы напольного отопления.......

3.Вентиляция

3.1.Определение воздухообмена по нормам кратности................ ……….. 3.2.Воздушное отопление

3.3.Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов)................ …….…. 4.Горячее водоснабжение

5.Описание системы холодного водоснабжения……

6.Газоснабжение.

6.1. Гидравлический расчет газопроводов

7.Теплогенерирующая установка

7.1.Определение потребной тепловой мощности генераторов теплоты (котлов) и теплового потока отопительных приборов систем отопления.... 7.2.Расчет объёма расширительного бака для системы отопления………. 7.3.Подбор оборудования котельной

7.4.Архитектурная компоновка котельных

7.5.Конструкция частей здания

ЛИТЕРАТУРА.. ………………………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

В курсовом проекте разрабатываются автономные системы одноквартирного жилого дома.

В работе решаются следующие вопросы по отоплению - конструктивная разработка системы отопления; расстановка оборудования и арматуры; расчет теплопотерь и тепловой мощности;

определение расчетных расходов теплоты; гидравлический расчет трубопроводов; расчет отопительных приборов; подбор оборудования ИТП.

По вентиляции - конструктивная разработка системы вентиляции; расстановка оборудования и арматуры; расчет вентиляции помещений; аэродинамический расчет приточной системы вентиляции и подбор необходимого оборудования.

По горячему водоснабжению - конструктивная разработка системы горячего водоснабжения;

расстановка оборудования и арматуры; гидравлический расчет системы.

По холодному водоснабжению конструктивная разработка системы холодного водоснабжения; расстановка оборудования и арматуры; схема холодного водоснабжения.

По газоснабжению - конструктивная разработка системы газоснабжения; расстановка оборудования и арматуры; схема газоснабжения.

Проект выполняется в виде расчетно-пояснительной записки и графического материала. В состав расчетно-пояснительной записки входят:

-сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций;

-определение потерь тепла в помещениях;

-гидравлический расчет системы отопления;

-расчет отопительных приборов;

-расчет обогрева полов помещений;

-определение воздухообмена по кратности;

-воздушное отопление;

-аэродинамический расчет воздуховодов (каналов);

-гидравлический расчет водопроводных сетей горячей воды;

-описание системы холодного водоснабжения;

-гидравлический расчет газопроводов;

-определение потребительной тепловой мощности генераторов теплоты (котлов) и теплового потока отопительных приборов системы отопления;

-подбор оборудования котельной.

В состав графической части входят:

1) Поэтажные планы рассчитываемого здания, М 1:100.

2) Аксонометрические схемы систем отопления, ГВС, приточно-вытяжной вентиляции, газоснабжения.

3) Схема компоновки оборудования и обвязки котельной.

2.1.Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций «+», «- »- соответственно внутренняя и наружная части ограждений;

Мерой теплозащитных качеств ограждения является общее сопротивление теплопередачи с)/Вт, на величину которой можно влиять через толщины теплоизоляционного слоя Архитектурно - строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче, определенному из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче по санитарно гигиеническим условиям.

Порядок расчета а) Определяем требуемое сопротивление, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С в зависимости от назначения помещения. Для жилой средней комнаты квартиры;

- расчетная зимняя температура, °С, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [13];

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [2];

- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2 °С), (табл. 2, [1]).

б) Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)=Dd определяем по формуле где - средняя температура отопительного периода, °С, [13].;

- продолжительность отопительного периода (сут.) со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С [13].

в) По таблице 1 (табл. 1б; [1]) в зависимости от ГСОП определяется по условиям энергосбережения.

г) Сравниваем, полученные в а) и в), и выбираем большее по величине; принимая его как R0 общее в дальнейших расчетах.

С другой стороны, общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции можно определить и по формуле где - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/м2 °С, принимаемый по [1].

- соответственно термическое сопротивление: теплопроводности ограждающей конструкции (о.к.), теплоотдачи от внутреннего воздуха ( при ) к внутренней поверхности о.к. (или сопротивление тепловосприятию), теплоотдачи от поверхности наружной стенки к поверхности о.к.

Для многослойной конструкции RK определяется по формуле - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/( м °С).

определения предварительной толщины слоя утеплителя, м:

д) По формуле (6) уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения:

и проверяем условие е) Приведенное сопротивление теплопередаче определяется выражением где r - коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции;

принимается по[ 13] ж) Коэффициент теплопередачи определяют по уравнению где - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, таблица [12];

- коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающих конструкций, таблица 6 [12].

Рассчитаем потери тепла через ограждения:

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице. Для наружных стен n=1,0; перекрытия чердачные n=0,9; перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли n=0,6. (стр. 110 [5]).

Основные теплопотери через ограждения равны произведению площади ограждения, коэффициента теплопередачи и расчетной разности температур.

где - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2°С);

А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2, вычисляется с соблюдением определенных правил обмера, приведенных на рис.5.1.[5] Добавочные теплопотери складываются из теплопотерь на ориентацию по сторонам света и прочих теплопотерь.

Теплопотери через ограждения равны:

Теплопотери подсчитываются через наружные стены, окна, перекрытия над неотапливаемым подвалом, потолок, балконные и наружные входные двери.

Теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле где L- нормативный воздухообмен, определяемый по формуле где - норма кратности воздухообмена, определяемая по [2] 1/час;

V - объём помещения, мЗ;

- плотность наружного воздуха, кг/м3;

с - массовая теплоемкость наружного воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кг°С);

te, tн - расчетная температура соответственно внутреннего и наружного воздуха.

Теплопотери помещения в целом складываются из теплопотерь всего помещения и теплопотерь на инфильтрацию наружного воздуха:

Все расчёты сводим в таблицу №2.

Теплопоступления в помещения определим по формуле где - величина бытовых тепловыделений на 1 м площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания, Вт/м2.

Тепловая нагрузка на систему отопления:

№ помещения В качестве отопительных приборов обычно принимают чугунные радиаторы или конвекторы. Отопительные приборы следует располагать у наружной стены, преимущественно под окнами.

Поверхность нагрева приборов определяется:

– показатель степени для чугунных радиаторов, n = 0,3;

– показатель степени для чугунных радиаторов, =0,3;

– доля лучистой составляющей от общего теплового потока прибора, s=0,3 – для чугунных радиаторов;

=101,33 кПа – стандартное атмосферное давление;

p – барометрическое давление для заданного района строительства, Сущность гидравлического расчёта состоит в подборе диаметров труб таким образом, чтобы обеспечить требуемый расход при максимальной экономии материалов. Правильный выбор диаметров труб обеспечивает надежную работу системы отопления, а также существенную экономию материалов (трубопровода).

К гидравлическому расчету приступают после составления аксонометрической системы отопления и ведут в соответствии с [4]. Расчет начинают с главного циркуляционного кольца.

Кольцо разбивается на участки с постоянным диаметром трубопровода и расходом теплоносителя.

Расчетное циркуляционное давление определяем по формуле где - вертикальное расстояние от условного центра нагрева воды в котле до верхней горизонтальной трубы;

- общая длина последовательно соединённых участков циркуляционного кольца;

b - коэффициент, равный для неизолированных труб или тепловой изоляции только главного стояка 3,9.

Принимаем за основное циркуляционное кольцо - кольцо через дальний отопительный прибор.

Среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления в основном циркуляционном кольце:

где k - коэффициент, устанавливающий долю местных потерь давления в системе, k=0,5;

-общая длина последовательных участков, составляющих расчётное циркуляционное кольцо.

Далее подбираем диаметры труб, исходя из расходов воды на участках:

где - тепловая нагрузка рассчитываемого участка;

Теперь нам нужно определить сумму коэффициентов местных сопротивлений по [14].

Расчеты сводим в таблицу Необходимое теплопотребление определяют по формуле Расчетная прибавка X равна 0, если возможно увеличение тепловой мощности за счет повышения температуры теплоносителя.

Расчет начинают с определения шага укладки трубопроводов и температурного напора теплоносителя для помещения с максимальной плотностью теплового потока, за исключением ванной комнаты, туалета и отапливаемых нежилых помещений.

Тепловая мощность системы напольного отопления Qпл должна быть равна необходимой расчетной тепловой мощности Qоп. В противном случае необходимо устанавливать дополнительные отопительные приборы:

При использовании краевой зоны плотность теплового потока q необходимо разделить между площадью краевой зоны и площадью зоны пребывания. При этом тепловой поток определяется по формуле где - площадь нагревающей поверхности пола.

Краевая зона может иметь собственный или общий с зоной пребывания отопительный контур Теплоснабжение помещения может производиться с помощью нескольких отопительных контуров. Распределение отопительных контуров зависит от геометрии помещения, компенсационных швов в стяжке, а также от потерь давления в трубопроводах. Расчет производится таким же образом.

Определение плотности теплового потока для краевой зоны qкр и зоны пребывания qпр необходимо выполнять так, чтобы тепловая мощность, равная Aq, примерно соответствовала рассчитанной тепловой мощности Qon но при этом предельное допустимое значение (100 или Вт/м2) не должно быть превышено. Предельные значения определяются при максимальной температуре поверхности и температуре воздуха в помещении. Им соответствуют граничные кривые (диаграмма, рисунок 2.5.1) 15 К для краевой зоны и 9 К для зоны пребывания. По диаграмме определяется и шаг укладки Т. После этого определяют температурный напор теплоносителя:

Определение расчетной температуры в подающей линии и перепада Температурный напор теплоносителя, рассчитанный для помещения с максимальной плотностью теплового потока, обозначается как расчетный температурный напор теплоносителя ас и является основой для дальнейшего расчета перепада температур в контуре системы и расчетной температуры в подающей линии.

Перепад температур между подающей и обратной линией а для расчета жилого помещения устанавливается равным = 5К. Расчетный температурный напор теплоносителя при этом может быть равным предельному тепловому напору.

Для определения расчетного температурного напора подающей линии используют следующие формулы:

При этом помещение с максимальной ПЛОТНОСТЬЮ теплового потока определяет расчетные температурные напоры теплоносителя и подающей линии для всех подключенных отопительных контуров системы напольного отопления, которые имеют одинаковую температуру подающей линии.

Расчетная температура подающей линии определяется по формуле Для всех остальных i-x помещений, которые имеют одинаковую температуру подающей линии ( ас ), соответствующий перепад температур в контуре для определения массового расхода воды рассчитывается следующим образом:

-для Для помещений, температура в которых равна температуре в расчетном помещении, действует равенство. Для всех остальных помещений расчет производится в соответствии с преобразованием уравнения (28):

-для Тепловая мощность системы напольного отопления с учетом нагревающей поверхности в краевой зоне и зоне пребывания определяется по формулам:

- для краевой зоны:

- для зоны пребывания:

Если тепловая мощность меньше, чем расчетная тепловая мощность, то в соответствии с оставшимся теплопсггреблением необходимо предусмотреть дополнительные отопительные приборы.

При определении расхода теплоносителя для помещения или отопительного контура необходимо учитывать приведенные тепловые потоки обеих зон как направленных вверх и, так и направленные вниз - и Удельный тепловой поток рассчитывают по формуле где tB - температура в помещении;

tBН - температура в нижнем помещении.

Частичное термическое сопротивление конструкции пола по направлению вверх в помещение:

- термическое сопротивление покрытия пола;

– толщина перекрытия;

- теплопроводность перекрытия.

Частичное термическое сопротивление конструкции пола по направлению вниз в смежное помещение:

Наглядно направления потоков представлены на рисунке 2.5.2:

Рисунок 2.5.2. Схематическое изображение конструкции перекрытия с системой напольного отопления:

– толщина перекрытия;

- теплопроводность перекрытия;

- температура в помещении;

- температура в нижнем помещении;

- термическое сопротивление покрытия пола;

- термическое сопротивление изоляции;

- термическое сопротивление потолочного перекрытия;

- термическое сопротивление штукатурки;

- сопротивление теплоотдаче потолок – воздух Расход теплоносителя в отопительном контуре определяют по формуле:

где и с – плотность и теплоёмкость воды соответственно.

При этом тепловую мощность определяют из уравнения:

При общем отопительном контуре для краевой зоны и зоны пребывания тепловая мощность:

Для общего случая уравнение для определения расхода воды:

где Основой для расчета потерь давления является длина трубопровода. Она определяется исходя из площади помещения или отопительного контура и шага укладки. При этом максимальные потери давления не должны превышать 30 кПа.

Упрощенно длина трубопровода для отопительного контура определяется:

При определении общей длины трубопровода необходимо учитывать длину трубопроводов, необходимых для присоединения отопительного контура к общей системе распределения.

По известным длинам отопительного контура (м) и объёмному расходу (л/ч) с помощью диаграммы на рисунке 2.5.3 определяются потери давления.

Рисунок 2.5.3. Диаграмма определения потерь давления Эффект саморегулирования системы напольного отопления Максимальная температура поверхности пола в зоне пребывания, равная 29°С, как правило, достигается только при нормируемой (расчетной) температуре наружного воздуха. Это означает, что при повышении температуры наружного воздуха температура поверхности пола уменьшается, так как необходимая тепловая мощность в соответствии с температурой подающей линии становится меньше.

Из уравнения:

где = 11 Вт/м2-К следует, что для обеспечения теплопотребления при повышении температуры наружного воздуха необходимо уменьшение плотности теплового потока.

Если учитывать уменьшение плотности теплового потока, то получаются более низкие значения температуры поверхности:

Такое же уменьшение плотности теплового потока происходит в том случае, когда температура в помещении увеличивается, например, за счет поступления внешней теплоты, и разность температур воздуха и поверхности пола становится все меньше. Этот эффект обозначается как эффект саморегулирования систем напольного отопления, так как с уменьшением разности температур в помещение передается меньшее количество теплоты. При этом повышение внутренней температуры всего на 1 К дает следующее уменьшение тепловой мощности:

3.1. Определение воздухообмена по нормам кратности Для большинства помещений общественных зданий воздухообмен определяют по его нормам кратности:

где Кр - норма кратности воздухообмена, определяемая по, 1/час;

V - объём помещения (по внутреннему обмеру - произведение площади на высоту), м3;

Системы воздушного отопления следует проектировать с механическим побуждением движения воздуха.

Установка для подготовки воздуха в системе воздушного отопления должна включать воздухонагреватель, воздушный фильтр и систему клапанов для распределения воздушных потоков по отапливаемым помещениям.

При совмещении воздушного отопления с приточной вентиляцией дополнительная система клапанов должна обеспечивать перераспределение объемов наружного и рециркуляционного воздуха.

Количество воздуха, подаваемого воздушно-отопительным агрегатом LOT, М /Ч, определяется следующей формулой:

где tr - температура нагретого воздуха, поступающего в отапливаемые помещения, °С.

Нагретый воздух следует, как правило, подавать в верхнюю зону помещения плоской, направленной на потолок струей от внутренней перегородки по направлению к наружной стене.

Воздушно-отопительный агрегат следует размещать в подвале дома. При отсутствии подвала или возможности его использования для размещения воздушно-отопительного агрегата последний следует размещать в одном из подсобных помещений первого этажа, по возможности на равном удалении в плане от отапливаемых помещений.

В системах воздушного отопления, совмещенных с приточной вентиляцией, забор наружного воздуха следует предусматривать через воздухозаборное приточное отверстие, размещенное на одном из дворовых фасадов дома на высоте не менее 2 м от планировочной отметки земли.

Воздухозаборное отверстие должно быть защищено решеткой и снабжено закрывающимся утепленным клапаном.

В индивидуальных жилых домах должна предусматриваться система вентиляции:

удаление воздуха осуществляется непосредственно из зоны вспомогательных помещений, т.е.

из кухни и санитарных помещений (ванная комната, душевая, туалет), а также из котельной, как правило, с естественным побуждением канальной вытяжной вентиляции.

Приток наружного воздуха осуществляется через открывающиеся форточки (периодическое или постоянное проветривание), через неплотности наружных ограждений, главным образом оконного заполнения (инфильтрация), или через специальные приточные устройства (приточный шкаф с естественным побуждением, автономный кондиционер и др.).

Неподогретый наружный приточный воздух должен подаваться в верхнюю зону помещения.

Расчет ведется по методике, описанной в [12]. Цель расчета состоит в определении потерь давления в сети и увязке потерь давления в точках разветвления, что обеспечит проектируемое потокораспределение в сети.

Поперечные размеры и пропускная способность воздуховодов приведены в табл. 22.8 [12].

Эквивалентная шероховатость шлакобетонных плит Кэ=1,5 мм (табл. 22.11 [12]). Допустимые скорости движения воздуха в каналах указаны в табл. 22.13 [12].

Расчет ведется в табличной форме (табл.5).

Значение диаметра, эквивалентного по скорости, подсчитывается по формуле:

№ участка По плану типового этажа определяем общую площадь этажа здания, умножив на число этажей, определяем площадь здания, зная количество потребителей горячей воды в здании.

Примерное количество потребителей можно определить:

Вероятность действия водозаборных приборов на участке сети:

- норма расхода горячей воды потребителем в час наибольшего водопотребления, [7];

N – общее число водозаборных приборов;

U - количество потребителей горячей воды, чел;

- расход горячей воды л/с санитарно-техническим прибором, [7].

Максимальный секундный расход горячей воды на участке сети:

- коэффициент, значение которого зависит от произведения N и определяется по [7].

Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение, Вт, с коэффициентом запаса 1,2 на остывание воды определяется по формуле:

где с - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4187 Дж/(кг °С);

а - расход воды на горячее водоснабжение при температуре 55°С на 1 чел. в сут, принимается в зависимости от степени комфортности дома в соответствии с табл. 6;

- число проживающих в доме.

Примечания:

1. Формула (47) справедлива при наличии единого на дом бака- аккумулятора на суточный расход горячей воды. При меньшем объеме бака- аккумулятора значение QГВ.CP увеличивается на отношение суточного расхода воды к фактическому объему бака-аккумулятора.

2. При расчете годового расхода теплоты на горячее водоснабжение, полученное по формуле (47), значение следует умножить на расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения.

Потери напора:

i – удельные потери напора, учитывающие зарастание труб накипью и шламом;

l – длина расчётного участка, м;

ke – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, п.8.3[7].

Результаты заносятся в таблицу 7.

1) Системы внутреннего водопровода (хозяйственно-питьевого, производственного, противопожарного) включают: вводы в здания, водомерные узлы, разводящую сеть, стояки, подводки к санитарным и технологическим установкам, водоразборную, смесительную, запорную и регулирующую арматуру. В зависимости от местных условий и технологии производства в систему внутреннего водопровода надлежит включать насосные установки и запасные и регулирующие емкости, присоединенные к системе внутреннего водопровода.

2) Выбор системы внутреннего водопровода следует производить в зависимости от технико-экономической целесообразности, санитарно – гигиенических и противопожарных требований, а также с учетом принятой системы наружного водопровода и требований технологии производства.

Соединение сетей хозяйственно-питьевого водопровода с сетями водопроводов, подающих воду непитьевого качества, не допускается.

3) Для групп зданий, отличающихся по высоте на 10 м и более, следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие в системах водоснабжения этих зданий требуемый напор воды.

Рекомендуется предусматривать кольцевание стояков хозяйственно - питьевого водопровода.

4)Производственные системы водопровода должны удовлетворять технологическим требованиям и не вызывать коррозии аппаратуры и трубопроводов, отложения солей и биологического обрастания труб и аппаратов.

5)В зданиях (сооружениях) в зависимости от их назначения надлежит предусматривать следующие системы внутренних водопроводов:

хозяйственно-питьевые;

производственные (одну или несколько).

Систему противопожарного водопровода в зданиях (сооружениях), имеющих системы хозяйственно-питьевого или производственного водопровода, следует, как правило, объединять с одной из них.

6) В производственных и вспомогательных зданиях в зависимости от требований технологии производства и в соответствии с указаниями по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений различных отраслей промышленности для сокращения расхода воды надлежит предусматривать системы оборотного водопровода и повторного использования воды.

Примечание. При обосновании оборотные системы допускается не предусматривать.

7) Системы оборотного водоснабжения для охлаждения технологических растворов, продукции и оборудования при технической возможности следует проектировать, как правило, без разрыва струи с подачей воды на охладители, используя остаточный напор.

8) При проектировании систем водоснабжения необходимо предусматривать мероприятия по снижению непроизводительных расходов воды и снижению шума.

Для индивидуальных жилых домов расчетный часовой расход газа, кг/ч следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле:

- коэффициент одновременности, значение которого можно принимать для жилых домов по справочному прил. 3 [10] - номинальный расход газа прибором или группой приборов, кг/ч, принимаемый по паспортным данным;

- число однотипных приборов или групп приборов;

m - число типов приборов или групп приборов.

Число баллонов в групповых установках для газоснабжения жилых зданий:

n – число газоснабжаемых зданий;

q - номинальная тепловая мощность газовых приборов, установленных в одном здании, кВт;

- коэффициент одновременности;

- низшая теплота сгорания газа, кДж/м – расчётная испарительная способность по газу одного баллона, м3 /ч.

Диаметр газопровода определяется:

Q - расход газа мЗ/ч, при температуре 0 °С и давлении 0,10132 МПа;

t - температура газа, °С ;

- среднее давление газа (абсолютное) на расчетном участке газопровода, МПа;

V- скорость газа, м/с.

7.1. Определение потребной тепловой мощности генераторов теплоты (котлов) и теплового потока отопительных приборов систем отопления.

При подборе двухфункционального котла, обеспечивающего нагрузку отопления и горячего водоснабжения, тепловая мощность котла определяется:

Подбор однофункционального котла осуществляется по формуле:

Расчетный тепловой поток устанавливаемого в отапливаемом помещении отопительного прибора, Вт, для жилых комнат определяется из формулы:

где Qтр - трансмиссионные теплопотери через ограждения данного отапливаемого помещения, Вт;

Qв - теплота, затраченная на нагревание вентиляционного воздуха попадающего в помещение Вт;

Аж - площадь данного жилого помещения, м2;

– суммарная площадь всех жилых помещений дома, м2.

Для остальных отапливаемых помещений дома, = Qтр 7.2. Расчет объёма расширительного бака для системы отопления Расширительные баки должны иметь возможность принять избыточный объем воды, возникающий при нагревании. Воздушную и газовую камеры в расширительном баке необходимо рассчитывать. Исходным пунктом для расчета является общий объем воды в отопительной системе Vcucmемы, который рассчитывается как сумма объёмов воды в теплогенераторе, трубопроводах и отопительных приборах. В качестве основного исходного параметра принимают температуру воды в подающем трубопроводе.

Рассчитывают увеличение объема воды в системе по формуле:

где n % - изменение объёма воды при нагревании на t, °С (таблица 2.6.1).

Открытый бак Для открытых расширительных баков номинальный объем определяют по формуле Закрытый бак без мембраны, расположенный сверху Для закрытых расширительных баков без мембраны, расположенных сверху, расчёт их объёма производят по формуле:

Расширительные баки, предохранительные участки трубопроводов, трубопроводы для удаления воздуха и перелива, расположенные над чердачным перекрытием, необходимо предохранять от замораживания.

Наряду с необходимой теплоизоляцией в случае возможного замораживания воды в расширительном баке между предохранительными участками подающего и обратного трубопроводов непосредственно под расширительным баком предусматривают циркуляционный трубопровод номинальным диаметром 20 мм с дроссельным оборудованием (вентиль-термостат с дистанционным датчиком). Это создает условия для циркуляции воды в предохранительных трубопроводах и частично в баке. Вентиль должен открываться при температуре 5°С.

Мембранные расширительные баки должны бьггь расположены таким образом, чтобы требуемая максимальная температура для длительного периода составляла максимум 70°С; разрешается кратковременное превышение температуры. Поэтому баки такого типа устанавливают в обратной линии.

Для закрытых расширительных баков с мембраной действуют предписания по расчетам для расширительных баков, работающих под давлением. При этом дополнительно нужно учитывать изменение давления.

Увеличение объема воды определяют по той же зависимости, что и для расчета расширительных баков, расположенных сверху (56).

Рассчитывают объём, заполняемый водяным затвором V3 - это объем теплоносителя, изначально поступающий в расширительный бак в результате статического давления системы отопления. Для мембранных расширительных баков номинальным объемом более 15 л водяной затвор равен как минимум 0,5% (до 1%) от полного объема системы, но не менее 3 л Для определения номинального объема бака, т.е. суммарного объема пара и воды, необходимо определить соотношение давлений.

Исходной точкой является предварительное давление ро в расширительном баке, определяемое на основе статического давления в системе, включая давление пара. Статическое давление системы определяется по ее высоте. При температурах до 100°С давление пара не учитывается или по причине безопасности принимается равным 20 кПа. Поэтому предварительное давление определяется следующим образом:

Предварительное давление соответствует давлению газа в мембранном баке при его поставке.

Когда в расширительный бак поступает излишний объем воды вследствие температурного расширения, то давление в газовой камере повышается до максимального значения, равного конечному давлению Так как это давление распространяется на всю систему, оно не должно превышать давление срабатывания предохранительного клапана, должно быть ниже на 50 кПа.

Обычно принимают избыточное давление 200 - 250 кПа.

С учётом изменений объёмов и давлений определяется номинальный объём бака:

По полученному значению подбирают бак стандартного объёма (с округлением в большую сторону).

Разность между предварительным и конечным давлением составляет давление наполнения системы, определяемое:

При проектировании котельной независимо от того, как расположена она - под зданиями или отдельно от зданий, необходимо предусмотреть следующее:

- удобную, простую и экономичную транспортировку тепла к потребителям;

- склады для топлива и золы вблизи котельной;

- наиболее целесообразную схему топливоподачи и золоудаления.

Кроме того, следует учитывать высоту стояния уровня грунтовых вод. Проектирование и сооружение котельной необходимо выполнять в соответствии с действующими правилами и нормативными документами, утвержденными Госстроем России.

Площадку котельной следует выбирать с учетом минимальных затрат на планировку ее территории и прокладку подъездных путей. Необходимо обязательно предусматривать возможность расширения участка застройки.

Отдельно стоящую котельную необходимо отделять от ближайших жилых и общественных зданий озелененными санитарно-защитными зонами.

Для котельной, работающей на газе, санитарно-защитная зона установлена 15 м. Разрывы территории между зданиями и сооружениями котельных, а также между этими сооружениями расходным и резервными складами топлива принимают по санитарным и противопожарным нормам.

По характеру сооружения и компоновки оборудования котельные делят на закрытые, полузакрытые и открытые. Место постройки котельной влияет и на выбор ее типа.

В закрытых котельных все оборудование располагается внутри здания. Такие котельные строят в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -30°С и вне зависимости от района строительства, если котельная располагается внутри жилого квартала.

В котельных полуоткрытого типа здания стена располагается за экономайзерными поверхностями. Вне здания котельной можно устанавливать дымососы, дутьевые вентиляторы, деаэраторы и другое оборудование, за которым не надо постоянно следить. Такие котельные строятся в районах с расчетной температурой наружного воздуха от -20°С до -30°С и за пределами жилого района.

В котельных открытого типа закрывают только фронтовую часть перед котлами, где обычно располагается обслуживающий персонал, котельные такого типа строят в районах с расчетной температурой наружного воздуха свыше 20°С.

При строительстве котельной надо обеспечить следующие условия: объемнопланировочные решения здания котельной должны отвечать требованиям межотраслевой унификации промышленных зданий с обязательным использованием унифицированных сборных конструкций и деталей заводского изготовления; компоновка и конструкция здания котельной, а также расположение оборудования должны обеспечивать возможность беспрепятственного расширения здания котельной. Для этого при проектировании котельной надо соблюдать следующее: здание котельной должно иметь одну свободную торцевую стену, конструкции перекрытия должны опираться на продольные стены здания, здание котельной выполняется одноэтажным, с расположением основного оборудования в общем зале, не выделяя для этого отдельное помещение.

Здание отдельно стоящей котельной выполняется либо с кирпичными несущими пилястрами и кирпичными стенами, либо с железобетонным каркасом соответствующим заполнением.

Ширина ячеек для размещения котлов и прочего оборудования, а, следовательно, и продольный шаг между осями колонн и пилястр принимают 6м. В отдельных случаях шаг можно уменьшить до Зм.

Для торцевых ячеек шаг должен составлять 1,5м. Перекрытия выполняются из железобетонных балок, ферм, опираемых на кирпичные пилястры или колонны. Длина этих балок кратна 3, и принимается равной 6,9,12,18,24,30м.

В котельной устанавливаются не менее двух выходов наружу, расположенных в противоположных направлениях.

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 11-3-79*. Строительная теплотехника /Минстрой России,- М.: ЦПП, 1996.- 29 с.

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1999.- 72 с.

3. Примеры расчетов систем отопления. Часть 2: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 290700 / Сост. З.Х.Замалеев, М.А.Валиуллин. Казань:КазГАСУ, 2002,- 25 с.

4. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно - технические устройства. 4.1.

Отопление / Под ред. И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера. -М.: Стройиздат, 1990.- 344 с.

5. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов, 4-е изд. перер. и доп.- М.: Стройиздат, 1991.- 480 с.

6. Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов.

7. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий Минстроя России.- М., 1997.- 76 с.

8. Методические указания к курсовой работе «Горячее водоснабжение жилого микрорайона» по дисциплине «Теплоснабжение» для студентов специальности 2907001 / Составители Г.М.Ахмерова, А.Е.Ланцов. Казань: КазГАСУ, 2004.- 52 с.

9. Внутренние санитарно - технические устройства. В 34. 4.2. Водопровод и канализация / Ю.Н.Саргин, Л.И.Друккин, И.Б.Покровская и др./ Под ред. И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера, 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1990.- 247 с.

СНиП 2.04.08,- 87. Газоснабжение / Госстрой СССР,- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988,- 64 с.

Ионин А.А.Газоснабжение,- М.: Стройиздат, 1989,- 439 с.

Стаскевич Н.Л., Северинец ГН., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа.- Л.: Недра, 1990.- 762 с.

СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика,- М.: Стройиздат, 1983,- 136 с.

Богословский В.Н. Строительная теплофизика.- М.: Высшая школа, 1982.с.

СНиП 2.08.01-89. «Жилые здания», Госстрой России. М., 1989,- 143 с.

Тиатор И. Отопительные системы.- М.: Техносфера, 2006,- 272 с.

Казанского государственного архитектурно-строительного университета Печатно-множительный отдел КГАСУ 420043, Казань, Зеленая,