Отопление жилого здания (стр. 2 из 5)

Теплопотери через отдельные ограждения рассчитываем по формуле (СНиП 2.04.05 – 91^* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [5], (приложение 9, п1):

Q₀ = A*k*(t_в - t_н)*n*(1 + ) [6].

Например, для стены, обращенной на север (жилая комната 101):

Q₀ = 9*0.26*56*1*1.1 = 142.5 Вт.

Результаты расчетов по всем наружным ограждениям и по всем этажам сведены в таблицу 1.

Добавки на ориентацию и на дверь рассчитываются по [5, приложение 9, п2]:

= 0.2*19.53 = 3.91.

Тройная дверь с двойным тамбуром принимается по СНиП 31 – 01 –2003 «Здания жилые многоквартирные» [6] (таблица 9.2).

2.4.3. Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося и вентиляционного воздуха

Выполним расчет жилой комнаты 101 по (5, приложение 10).

Расход теплоты Q_i, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле

Q_i = 0,28 S G c(t - t)k [7],

G —	расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, определяемый в соответствии с п. 3 настоящего приложения;
с —	удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);
k —	коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 — для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

G = 0,216 S A₁ Dp_i^0,67 /R_u + S A₂ G_H (Dp_i/Dp₁)^0,67 +

+ 3456 S A₃ Dp_i^0,5+0,5 S l Dp_i/Dp₁ [8], [8],

A1, A2 —	площади наружных ограждающих конструкций, м2, соответственно световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей) и других ограждений;
A3 —	площадь щелей, не плотностей и проемов в наружных ограждающих конструкциях;
Dpi, Dp1 —	расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при Dp1 = 10 Па;
Ru —	сопротивление воздухопроницанию, м2×ч×Па/кг, принимаемое по СНиП II-3-79**;
GH —	нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м2×ч), принимаемая по СНиП II-3-79**;
l —	длина стыков стеновых панелей, м.

Расчетная разность давлений Dp_i, определяется по формуле

Dp_i = (H - h_i) (g_i - g_p) + 0,5 p_i v² (c_e,n - c_e,p) k_l - p_int [9],

где H —	высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты;
hi —	расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей;
gi, gp —	удельный вес, Н/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле g =
pi —	плотность наружного воздуха, кг/м3;
v —	скорость ветра, м/с, принимаемая по обязательному приложению 8 и в соответствии с п.3.2;
ce,n, ce,p ‑	аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по СНиП 2.01.07-85;

Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха, компенсирующего расход вытяжного воздуха при естественной вентиляции, следует определять по формуле

Q_в = 1.005*1.2*3*10³*(t_в – t_н)*F_п/3600 [10] (7, формула 6.2),

1.005 – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*⁰C);

1,2 – плотность воздуха при t_н = 18 ⁰C, кг/ м³;

3 – количество воздуха, поступающего на 1 м² жилой площади, м³/(м²*ч);

F_п – площадь пола комнаты, м².

Q_в = (20 + 36)*16.7 =935.2 Вт.

2.4.4. Бытовые тепловыделения

Определяем бытовые тепловыделения для комнаты 101 по СНиПу 41 – 01 – 2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» (п6.3.4г) [6]:

Q _быт = 10*F_п;

Q_быт = 10*16.7 = 167 Вт.

Тепловой баланс для помещения 101:

Q_в + Q_т = Q_быт + Q₀

Откуда нагрузка на систему отопления:

Q₀ = 971.4 + 935 – 167 = 1739.4 Вт.

Полные теплопотери здания составят 83914.4 Вт.

2.5. Теплопотери здания по укрупненным измерителям

Фактическая удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³*⁰C), определяется по формуле Н. С. Ермолаева:

q_ф = P*(k_ст + g(k_ок - k_ст))/F+ (0.9*k_пт + 0.6* k_пл)/H,

P – периметр здания, м;

F – площадь здания, м²;

g – коэффициент, учитывающий остекление (отношение площади остекления к площади ограждения);

H – высота здания, м.

Объем здания V равен 5.8 тыс. м³.

q_ф = 83.4*(0.26 + 0.3*(0.26 +0.3*1.2))/363.1 + (0.9 + 0.6)*1.47/16 = 0.24 Вт/(м³*⁰C).

q_н = 0.39 Вт/(м³*⁰C);

(0.39 – 0.24)/0.39*100% = 38%

Фактический удельный расход теплоты на 1 м² общей площади найдем по формуле

q_уд = Q₀/F;

q_уд = 83914.4/363.1 = 231.1 Вт/м².

Значение фактической удельной характеристики используем для приблизительного подсчета теплопотерь по укрупненным показателям:

Q_уп =а*q_ф*V*(tв – tн);

Q_уп = (0.55 + 0.22/(21 + 36))*0.24*5800*(21 + 36) = 43945.4 Вт.

3. Система отопления

3.1. Тепловой расчет нагревательных приборов

Выполним тепловой расчет приборов однотрубной П – образной системы отопления с нижней разводкой.

Требуемый номинальный тепловой поток Q_н.т для выбора типоразмера отопительного прибора определим по формулам справочника [7].

Необходимая теплоотдача прибора Q_пр определяется по формуле (9.12):

Q_пр = Q₀ – 0.9* Q_тр,

Q_тр = q_в*l_в + q_г*l_г (9.13) – теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор:

Q_пр = 869.7 – 0.9*(120*0.8 + 96*3) = 485.7 Вт.

Температура теплоносителя на входе в 1 прибор: t_вх1 = 105 ⁰C.

При выходе из 1 прибора: t_вых1 = 105 – (35/8109.3)*869.7 = 101.2 ⁰C.

t_ср = (105 + 101.2)/2 – 20 =83.1 ⁰C.

Расход воды в стояке по формуле (10.14)

G_ст = Q_0i* * /c* t_ср,

G_ст = G_пр = 3600*8109.6*1.03*1.02/(4187*35) = 209 кг/ч.

Коэффициент приведения к расчетным условиям определяется по формуле (9.3):

= ( t_ср/70)^{1 +n}*(G_пр//360)^p*b* *c,

t_ср – разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха;

- коэффициенты, принимаемые по таблице (9.1).

= (83.1/70)^1.35*(209/360)^0.07*0.983*1*1 = 1.19.

По формуле (9.11)

Q_н.т = Q_пр/ ;

Q_н.т =485.7/1.19 = 408 Вт.

Тип прибора подбирается по [6, таблица X.1].

Расчеты по остальным приборам сводятся в таблицу 2.

3.2. Гидравлический расчет системы отопления

Основное циркуляционное кольцо выбираем через стояк 1.

Гидравлический расчет стояка 1 выполним по характеристикам гидравлического сопротивления. Для последовательно соединенных участков стояка находим сумму S_ст1, Па/(кг/ч)², по [7, таблица 10.19]:

S₁ = 8*23*10^-4 Па/(кг/ч)² –для восьми этажестояков;

S₂ = 12*10^-4 Па/(кг/ч)² - для 2х приборных узлов верхнего этажа;

S₃ = 57*10^-4 Па/(кг/ч)²- для узла присоединения к подающей магистрали с вентилем;

S₄ = 19*10^-4 Па/(кг/ч)² - к обратной магистрали с пробковым краном;

S₅ = 0.2*8*5.74*10^-4 Па/(кг/ч)² – для прямых участков трубы стояка;

S₆ = 201.75*10^-4 Па/(кг/ч)²– для приборных узлов.

S_ст1 = 482.9*10^-4 Па/(кг/ч)².

Потери давления в стояке определяются по [7, формула 10.16]:

P = k*S*G², где k*S находим по формуле (10.17);

P_ст1 = 482.9*10^-4*209² =2019,36 Па

Определим потери давления на участке 1 по удельным потерям давления.

Предварительно определим по формуле (10.33) среднее ориентировочное значение удельной потери давления при P_н <= 25000 Па:

R_ср = (1-0.35)*(25000-2019)/(13.4+7.2+5.8+6+10+5.3) = 313 Па/м

По диаметру участка и расходу по [7, таблица 11.2] определяются: R =14 Па/м; v = 0.116.

По [7, таблица 11.10] определяем = 4.2.

По [7, таблица 11.3] определяем Z = 27.2 Па.

Потери давления на участке 1:

P_уч1 = 14*13.4 + 27.2 = 215 Па

Таким же образом определяются потери давления на участках 2, 3.

Потери давления в стояке 1 и участках 1, 2, ,3:

P_ст1 + P_уч1 + P_уч2 + P_уч3 = 2435.36 Па

Потери давления в стояке 5:

S_ст5 =482.9*10^-4 Па/(кг/ч)²;

P_ст5 = 482.9*10^-4*209²= 2019.36 Па

Определяем невязку:

100*(2435.36 – 2019.36)/2435.36= 17%

Меняем диаметры узлов присоединения стояка 1 к подающей и обратной магистралям, определяем S_ст1:

S_ст1 = 433.6*10^-4 Па/(кг/ч)²

P_ст1 = 433.6 10^-4*209² = 1894 Па

P_ст1 + P_уч123 = 2310 Па

Определяем невязку:

100*(2310 – 2019.36)/ 2310 = 12.5%

Результаты расчета сведены в таблицу 3.

3.3. Подбор элеватора

Коэффициент смешения

И_р = (150 – 105)/(105 – 70) =1.28.

Расход теплоносителя в системе отопления

G_от =2210 кг/ч = 2.21 т/ч

Расход теплоносителя в тепловой сети

G_с =1.03*1.02*(3600*85660)/(4187*(150-70)) = 967 т/ч

Располагаемый напор перед элеватором

H_рас= 1.4*0.32(1 + 1.28)² = 2.33 м вод ст

Диаметр горловины D =8.5*(0.967²*(1 + 1.28)²/0.32)^1/4 = 13.6 мм