9108
.pdf
11
Внеотапливаемых помещения (подвал, чердак) необходимо предусмотреть тепловую изоляцию трубопроводов.
Вверхней части системы в пределах чердака (технического этажа) необходимо предусмотреть установку устройств для удаления воздуха. В учебном проекте к установке допускается принять горизонтальный проточный воздухосборник.
Примеры изображения планов и разрезов систем отопления и вентиляции показаны в приложениях 2, 3.
Рис. 1.1 Способы подключения отопительных приборов к двухтрубному стояку системы с верхней разводкой магистралей:
а – одностороннее подключение; б – двухстороннее подключение; 1 – отопительный прибор; 2 – подающий трубопровод; 3 – обратный трубопровод;
4 – запорно-регулирующая арматура
4.Выполняют схему системы отопления в аксонометрической фронтальной изометрической проекции.
Расстояния от чистого пола до обратной подводки прибора и расстояние между подающим и обратным патрубками чугунного секционного радиатора показаны на рис. 1.1.
Схему выполняют в масштабах 1:100 или 1:50. Правила оформления схемы системы отопления приведены в [4]. Пример схемы системы отопления показан в приложении 4.
12
1.3.Расчет трубопроводов системы отопления
Целью расчета трубопроводов системы отопления является определение потерь давления в системе. Для этого на каждом из участков системы подбирают диаметр трубопровода, который обеспечивал бы прохождение расчетного количества теплоносителя Gуч., кг/ч, с рекомендуемой скоростью v, м/с.
Участком называют часть системы отопления постоянного диаметра с постоянным расходом теплоносителя. Границами участков служат узлы деления и слияния потоков теплоносителя различных направлений (тройники и крестовины).
Потери давления в системе отопления определяются потерями давления на магистральном направлении.
За магистральное (расчетное) направление выбирают наиболее нагруженное и протяженное направление движения теплоносителя. Как правило, это замкнутый контур системы, состоящий из последовательно соединенных участков и проходящий от источника теплоты (теплогенератор, элеватор и т.п.) через наиболее удаленный отопительный прибор.
В вертикальной двухтрубной системе с верхней разводкой за магистральное направление принимают циркуляционный контур, проходящий от теплогенератора через отопительный прибор первого этажа наиболее удаленного от источника стояка.
Расчет выполняют в табличной форме (табл. 1).
1. Выбирают магистральное направление и разбивают его на участки, двигаясь от расчетного отопительного прибора по обратному трубопроводу в направлении теплогенератора и обратно (в сторону противоположную движению теплоносителя). За начало первого участка принимают место присоединения обратной подводки к отопительному прибору первого этажа. Номера участков записывают в графу 1.
Примечание: В примере (приложение 4) за магистральное принято циркуляционное кольцо от теплогенератора через стояк 3.
13
2.В графу 2 записывают суммарную тепловую нагрузку отопительных приборов, обслуживаемых расчетным участком.
Для удобства расчетов рекомендуется на схеме системы указать тепловую мощность каждого отопительного прибора.
3.Определяют расход теплоносителя на участке по формуле
Gуч. = |
3,6 Qуч. |
,кг/ ч |
(2.1) |
|
4,19 (tг −tо ) |
||||
|
|
|
где tг, tо – температуры теплоносителя в подающей и обратной магистралях соответственно, оС. Принимаются в соответствии с заданием на проектирование.
Результат расчета по каждому из участков вносят в графу 3.
4.В графу 4 записывают длину участка с точностью до 0,1 м.
На практике применяют различные способы гидравлического расчета трубопроводов в зависимости от вида систем. В курсовом проектировании может быть использован расчет по оптимальной скорости теплоносителя, как наиболее распространенный для систем отопления с автономным теплогенератором.
При выборе диаметра трубопровода на расчетном участке необходимо руководствоваться следующими рекомендациями [1, 3, 6]:
а) максимальная скорость теплоносителя в системе отопления не должна превышать 1,5 м/с;
б) скорость теплоносителя в горизонтально проложенных участках следует принимать не ниже 0,25 м/с для обеспечения удаления воздуха из системы;
в) оптимальной принято считать скорость теплоносителя в пределах 0,3…0,5 м/с для стальных и 0,5…0,7 м/с - для медных и полимерных труб;
14
г) для всех видов трубопроводов удельные потери давления на трение R (графа 7 расчетной таблицы) рекомендуется принимать не более 100 Па/м.
5.По справочным таблицам или номограммам (приложения 6, 7) по значению оптимальной скорости и расходу теплоносителя на участке подбирают диаметр трубопровода и записывают в графу 5.
6.Для принятого диаметра выписывают фактические значения скорости v,
м/с, и удельных потерь давления на трение R, Па/м и записывают в графы 6 и 7 соответственно.
7. В графу 8 записывают значение потерь давление на трение на участке
pтр = R·l, Па, |
(2.2) |
8.По значению скорости (графа 6) определяют значение динамического давления на участке (приложение 8) и записывают в графу 9.
9.Определяют суммарное значение коэффициента местных сопротивлений на участке (приложение 9) и записывают в графу 10.
Пример:
№ |
Вид местного сопротивления |
|
ζ |
||
уч. |
|
|
|
|
|
1-2 |
Внезапное сужение |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вентиль |
|
|
|
3 |
|
прямоточный |
|
|
|
|
|
Отступ (утка) |
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Тройник |
на |
|
|
1,5 |
|
ответвлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ = 5,6 |
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Вид местного сопротивления |
|
ζ |
||
уч. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
2 отвода 90о |
|
|
|
3 |
|
Тройник на проходе |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ =4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
3-4 |
Тройник |
на |
|
|
1,5 |
|
ответвлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ = 1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
Пример оформления расчета трубопроводов системы отопления |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ уч. |
Qуч., |
Gуч, |
l уч, |
d, |
v, |
R, |
R·l, |
рдин, |
Σζ |
Z, |
(R·l+Z)уч, |
Σ(R·l+Z), |
|
Вт |
кг/ч |
м |
мм |
м/с |
Па/м |
м |
Па |
Па |
Па |
Па |
|||
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1-2 |
1504 |
51,67 |
0,36 |
15 |
0,073 |
7,3 |
2,63 |
2,45 |
5,6 |
13,72 |
16,35 |
16,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
2468 |
84,81 |
6,7 |
15 |
0,124 |
24 |
160,8 |
7,05 |
4,0 |
28,2 |
189 |
205,35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-4 |
6195 |
212,90 |
2 |
20 |
0,165 |
26 |
52 |
14,22 |
1,5 |
21,33 |
73,33 |
278,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-5 |
11607 |
398,90 |
3,4 |
25 |
0,195 |
30 |
102 |
19,61 |
3,5 |
68,64 |
170,64 |
449,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5-6 |
17396 |
597,90 |
6,7 |
25 |
0,29 |
63 |
422,1 |
41,19 |
5,5 |
226,55 |
648,65 |
1097,97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6-7 |
17396 |
597,90 |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
1097,97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7-8 |
17396 |
597,90 |
13,2 |
25 |
0,29 |
63 |
831,6 |
41,19 |
6,5 |
267,74 |
1099,34 |
2197,31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8-9 |
7506 |
258 |
2,8 |
20 |
0,195 |
36 |
101 |
19,61 |
3,5 |
68,64 |
169,64 |
2366,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-10 |
6195 |
212,90 |
2,3 |
20 |
0,165 |
26 |
59,8 |
14,22 |
1,5 |
21,33 |
81,13 |
2448,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-11 |
2468 |
84,81 |
6,2 |
15 |
0,124 |
24 |
148,8 |
7,05 |
4 |
28,20 |
177,0 |
2625,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11-12 |
1504 |
51,67 |
3,5 |
15 |
0,073 |
7,3 |
25,55 |
2,45 |
9 |
22,05 |
47,6 |
2672,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рс = 2672,68 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Определяют потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, по
формуле 2.3, значения записывают в графу 11. |
|
|
|
pм.с.= pдин.·Z |
(2.3) |
11. Определяют потери давления на участке, Па, по формуле |
|
|
pуч= |
pтр + pм.с. = (R·l + Z)уч.. |
(2.4) |
Значения записывают в графу 12. |
|
|
12. В графу 13 записывают |
значения суммарных потерь |
давления в |
расчетной точке системы.
По значению потерь давления в системе подбирают циркуляционный насос.
Давление, развиваемое насосом, Па, с учетом запаса на неучтенные потери
определяют по формуле |
|
|
|
|
|
|
pн = 1,1 |
|
pс. |
(2.5) |
|
Производительность насоса, кг/ч, определяют по формуле |
|
||||
Gн = |
3,6 Qзд |
|
|
(2.6) |
|
4,19 (t −t ) ,кг/ ч |
|
||||
|
|
o |
|
|
|
|
г |
|
о |
|
|
Большинство современных теплогенераторов имеет встроенные насосы для принудительной циркуляции теплоносителя в системе. Если давление и производительность встроенных насосов (приведены в технических характеристиках котлов) окажутся менее расчетных значений, определенных по формулам 2.5 и 2.6, то на эти значения подбирают дополнительный насос.
17
2.КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ
2.1.Расчет воздухообменов
Всоответствии с требованиями нормативных документов [1, 2] система вентиляции должна поддерживать чистоту (качество) воздуха в помещениях в соответствии с санитарными требованиями и обеспечивать равномерность его поступления и распространения.
Виндивидуальном жилом доме может быть организована вентиляция в различных вариантах:
- с естественным побуждением удаления воздуха через вентиляционные каналы;
- с механическим побуждением подачи приточного и удаления загрязненного воздуха, в том числе совмещенная с воздушным отоплением;
- комбинированная с естественным притоком и удалением воздуха через вентиляционные каналы с частичным использованием механического побуждения.
Удаление воздуха следует предусматривать из кухни, туалета, ванны и, при необходимости, из других помещений дома.
Воздух из помещений, в которых могут быть вредные вещества или неприятные запахи, должен удаляться непосредственно наружу и не попадать в другие помещения, в том числе через вентиляционные каналы. В соответствии
сэтими рекомендациями система вентиляции санузлов (как раздельных, так и совмещенных) выполняется отдельно от систем вентиляции других помещений.
Вентиляция жилых помещений осуществляется, как правило, через вытяжные каналы кухонь, санузлов и ванных комнат (душевых). Отдельных каналов для этого не предусматривают.
Для обеспечения естественной вентиляции должна быть предусмотрена возможность проветривания помещений дома через окна, форточки, фрамуги и др.
18
Минимальная производительность (воздухообмен) системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Рекомендуемые значения воздухообменов для различных помещений индивидуальных жилых домов приведены в приложении 10.
Для большинства одноквартирных домов наиболее распространенной является естественная вытяжная вентиляция через каналы и воздуховоды с подачей приточного воздуха через форточки и окна.
Подача приточного воздуха может также осуществляться через специальные приточные клапаны, встроенные в наружные стены на высоте не менее 1,5 м от пола.
Расчетное количество удаляемого (вытяжного) воздуха Lух, м3/ч, для жилых зданий определяют одним из следующих способов:
1. По кратности воздухообмена.
Lух = n·V, |
(3.1) |
где n – кратность воздухообмена, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий, ч-1.
Кратность воздухообмена показывает отношение объёма воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него в течение часа, к внутреннему объёму помещения. Или, сколько объемов воздуха, кратных объему вентилируемого помещения необходимо подать (или удалить) в течение часа.
V – объем помещения, м3.
Пример: Определить минимально необходимое количество вытяжного воздуха в жилой комнате площадью 20 м2 и высотой 3 м.
В соответствии с рекомендациями норм (приложение ???) воздухообмен в жилой комнате д.б. не менее
Lух = 1·20·3 = 60 м3/ч.
19
2. |
По удельным расходам воздуха. |
|
|
Lух = Lуд.чел. ·nчел.; Lух = Lуд.F ·Fпом; Lух = Lуд.об. ·nоб., |
(3.2) |
где Lуд. чел
Lуд.F
Lуд. об
Fпом. nчел nоб.
–удельный расход воздуха на человека, м3/(ч·чел);
–удельный расход воздуха на м2 площади пола
помещения, м3/(ч·м2);
–удельный расход воздуха на единицу
оборудования, м3/(ч·об.);
–площадь пола помещения, м2;
–количество человек в помещении;
–число единиц оборудования, шт.
Пример: Определить минимально необходимое количество вытяжного воздуха в помещении бяльярдной при условии одновременного нахождения 4 человек.
В соответствии с рекомендациями норм (приложение 10) воздухообмен в бильярдной
д.б. не менее
Lух = 80·4 = 320 м3/ч.
Пример выполнения расчета приведен в таблице 2.
Таблица 2 Форма таблицы для расчета воздухообменов
|
|
Размеры |
Нормируемый |
Расчетный |
|
|||
№ |
Наименование |
воздухообмен |
Примечания |
|||||
пом. |
помещения |
помещения |
(кратность) |
воздухообмен |
||||
|
|
|
|
|
Lр, м3/ч |
|
||
2 |
3 |
|
-1 |
3 |
|
|||
|
|
А, м |
V, м |
n, ч |
|
м /ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
101 |
Кухня |
- |
- |
- |
|
90 |
90 |
|
102 |
Туалет |
- |
- |
- |
|
25 |
25 |
|
103 |
Гардеробная |
10 |
30 |
0,2 |
|
10 |
10 |
|
2.2.Конструирование системы вентиляции
Виндивидуальных жилых домах, как правило, применяют системы естественной вытяжной вентиляции (гравитационные системы).
Принцип действия гравитационных систем основан на разности удельных весов наружного (γн) и внутреннего (γв) воздуха.
Располагаемое давление, возникающее под действием гравитационных сил, и обеспечивающее циркуляцию воздуха в системе определяют по формуле
Рр = Н (γн – γв), Па, |
(3.3) |
20
где Н – вертикальное расстояние от центра вытяжной решетки расчетного этажа до верха вытяжной шахты, м;
γ – удельный вес воздуха, Н/м3, определяемый по зависимости:
γ = 2733463+t ,
где t – температура удаляемого воздуха, оС.
Рис. 2 Принципиальная схема устройства гравитационной системы вентиляции
1 – вытяжная решетка; 2 – приточные проемы; 3 – вентиляционный канал; 4 – горизонтальный сборный коллектор; 5 – вытяжная шахта
В соответствии с требованием норм проектирования гравитационные системы рассчитываются по средней температуре наружного воздуха tн = + 5 °С и температуре внутреннего воздуха для холодного периода года [1].
Все положения по конструированию вентсистем сводятся к обеспечению нормативного воздухообмена в помещениях при соблюдении архитектурноконструктивных (прочностных) требований к конструкциям здания.
После определения расчетных воздухообменов необходимо выбрать места размещения вытяжных воздуховодов (каналов).
Вентиляционные каналы прокладывают как внутри несущих внутренних стен, так и в виде приставных конструкций к ним. Для устройства приставных каналов используются стандартные металлические воздуховоды, листовые