Центральное водяное отопление кинотеатра на 500 мест. 2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 

ВОСТОЧНО - СИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет     Строительный

Кафедра         «Теплогазоснабжение  и вентиляция»

 

 

                                                                          Допущен к защите

Руководитель проекта

                                                                                 Тюменцев А.Г.

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

(Д2303. 03 .105 ПЗ)

на тему: Центральное водяное отопление

кинотеатра на 500 мест.

 

Исполнитель: студент  очной    формы обучения группы    327-1

Телешев

Максим Иванович

(Ф.И.О. студента)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ, 2010

Содержание

 

1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания

1.1 Теплотехнический расчёт наружной стены

1.2 Теплотехнический расчёт пола

           1.3 Теплотехнический расчёт чердачного перекрытия

1.4 Теплотехнический расчёт окон и балконных дверей

1.5 Теплотехнический расчёт входных дверей

2. Расчёт теплопотерь помещениями здания
3. Выбор системы отопления и параметров теплоносителя
4. Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления
5. Расчёт нагревательной поверхности отопительных приборов
6. Расчет и подбор элеватора
7. Проектирование индивидуального теплового пункта
8. Расчет удельных технико-экономических показателей системы отопления
9. Список литературы
10. Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Теплотехнический расчет  ограждающих конструкций здания

 

Теплотехнические расчёты  необходимо использовать для рассматриваемого здания в курсовой работе по дисциплине «Строительная теплофизика».Из пояснительной записки необходимо выписать значения коэффициентов теплопередачи наружных ограждающих конструкций.

 

1. Теплотехнический расчёт наружной стены

 

      Результаты расчёта:

-Толщина теплоизоляционного слоя δ₂=0,06м;

-Толщина наружного  ограждения  δ_н.с.=0,61м;

-Коэффициент теплопередачи  k_н.о.=0,311

 

2. Теплотехнический расчёт пола

 

Результаты расчёта:

-Толщина теплоизоляционного слоя δ₃=0,22м;

-Толщина наружного ограждения  δ_н.с.=0,45м;

-Коэффициент теплопередачи  k_н.о.=0,25 ;

 

1.3 Теплотехнический расчёт  чердачного перекрытия

 

     

Результаты расчёта:

-Толщина теплоизоляционного  слоя δ_ти=0,15м;

-Толщина наружного ограждения  δ_пт.=0,0,43м;

-Расчётный коэффициент теплопередачи  k_пт.=0,305 ;

 

 

1.4 Теплотехнический расчёт  окон и балконных дверей

 

Результаты расчёта:

-Расчётный коэффициент теплопередачи 

 

1.5 Теплотехнический  расчёт входных дверей

 

Результаты расчёта:

-Расчётный коэффициент теплопередачи                

2 Расчёт теплопотерь  помещениями здания

 

Определениям потери тепла каждым помещением в отдельности, с учётом основных и добавочных потерь тепла путём суммирования потерь тепла через отдельные наружные ограждающие конструкции:

,Вт                                                                         (1)

    где,  K- коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции         

                   полученный при выполнении курсовой работы по

                   строительной теплофизике;

             F-расчетная площадь ограждающей конструкции ,вычисленная

                  после её обмера в соответствии с правилами

                  обмера (5. с.34, с.35);

           - расчетная температура воздуха внутри помещения, ,

                  принимается в зависимости от  вида здания;

           -температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки  

                  (8, табл.1);

               n-коэффициент, принимаемый в зависимости от положения

                   наружной поверхности ограждающей  конструкции по отношению   

                   к наружному воздуху  (1, табл.6);

             β- добавочные теплопотери в  долях от основных теплопотерь 

                   (2,прил. 9);

Расчёт теплопотерь  сводится в таблицу 1, которая заполняется  следующим способом:

Графа 1- Поэтажно пронумеровываются помещения здания: для первого этажа;

Графа 2- Наименование ограждений помещения: НС-наружная стена, Пл1,2,3,4- пол, соответственно 1,2,3,4 зоны; Д- дверь; ДО- двойное остекление;

Графа 3- Ориентация здания по сторонам света принимается такой же, как в работе по строительной теплофизике, обозначается сокращенно: С- север, Ю –юг, З- запад, В- восток, СВ- северо-восток и т.д.

Графа 4-Линейные размеры ограждающих конструкций определяются с точностью до 0.1м согласно правилам обмера (5, с. 34;10,с. 35);

Графа 5-Площадь наружных ограждающих конструкций определяются с точностью до 0,1 ;

Графа 6- Указываются разности температур внутри помещения и наружного воздуха;

Графа 7-Записывается коэффициент теплопередачи. Для окон записывается разность коэффициентов теплопередачи для окон и наружных стен;

Графа 8-Добавочные потери тепла на ориентацию по сторонам света (2, прил. 9) принимаются для наружных стен, дверей, светопроёмов, обращенных  на север, восток, северо-восток и северо-запад -0,10, на  юго-восток и запад-0,05, на юг и юго-запад-0,00.

Графа 9-Добавочные потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации в помещение, следует определять расчетом (2, прил. 10);

Графа 10-Добавочные потери тепла для наружных дверей, не оборудованных воздушными и воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н м, принимаются (2, прил. 9) в размере: 0,27*Н-для двойных дверей с тамбуром между ними; 0,22*Н-для одинарных дверей.

Графа 11-Множитель, учитывающий добавочные теплопотери, определяем по сумме добавочных потерь тепла;

Графа 12-Перемножаютчисла в графах 5,6,7,11;

Графа 13-Теплопотери помещения с округлением до 10 Вт определяют путём суммирования теплопотерь через отдельные ограждающие конструкции помещения.

Все расчеты в здании приведены в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем тепловую характеристику здания на отопления:                                       (2)                                                                             

     где, -строительный оббьем отапливаемой части здания, ;

              -усреднённая расчетная внутренняя температура отапливаемых 

                   помещений,  ;

              -поправочный коэффициент на изменение удельной тепловой

                   характеристики в зависимости  от местных климатических  

                   условий:               (3)                                                  

 

Удельная тепловая характеристика не является показателем тепловой эффективности  здания, а применяется для определения  ориентировочных теплопотерь здания.

Тепловая эффективность  здания характеризуется удельным расходом тепла на его отопление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор системы отопления и параметров теплоносителя

 

В курсовом проекте спроектирована центральная система водяного отопления. Источником теплоснабжения является –  ТЭЦ. Параметры теплоносителя во внешней тепловой сети – 150-70 . Для данного проекта применяется двухтрубная система водяного отопления с нижней разводкой.

 

 

4 Гидравлический  расчет трубопроводов системы  отопления

 

Производится гидравлический расчёт основного циркуляционного кольца системы отопления с чугунными секционными радиаторами МС-140-108. Трубы стальные водогазопроводные (ГОСТ 3262-75*), легкие.

Целью гидравлического расчета трубопроводов системы отопления является выбор таких диаметров трубопроводов для наиболее протяжённого и нагружённого циркуляционного кольца системы, по которым при располагаемом перепаде давлений в системе обеспечивается пропуск заданных расходов  теплоносителя.

Расчет сводится в  таблицу 2.

Графа 1- Нумеруются участки как подающей так и обратной магистрали;

Графа 2- Из таблицы 1-Расчет теплопотерь, выписываются соответствующая тепловая нагрузка;

Графа 3- Записывается расход воды G, кг/ч, определяемый:

     , кг/ч                                                                              (4)

     где,  Q- тепловая нагрузка участка, Вт;

              -коэффициент учета дополнительного теплового потока

                    устанавливаемых отопительных приборов;

              -коэффициент учета дополнительных потерь теплоты

                    отопительными приборами у наружных  ограждений;

Графа 4-Указываются длина участка , м;

Графа 5-Указываются диаметры трубы Ду, мм;

Графа 6-Указывается скорость воды на участке V,м/с (6, табл. 11.1-11.2 прил.11);

Графа 7- Указывается удельная потеря давления на трение R, Па/м (6, табл. 11.1-11.2 прил.11);

Графа 8-Потеря давление на трение, , Па ;

Графа 9-Сумма коэффициентов местных сопротивлений;

Графа 10-Величина динамического давления (6, прил.11 табл. 11.3), в зависимости от скорости движения воды;

Графа 13-К местным сопротивлением относятся вентили, пробковые краны, трехходовые краны, тройники, отводы и другие фасонные части и арматура. Коэффициенты местных сопротивлений (6, прил. 11.10.-11.20) относят к тем участкам трубопроводов с меньшим расходом.

Расчет сведен в таблицу 2

Определяем располагаемый перепад  давлений , Па:

                                                                                       (5)

         где,      -естественное циркуляционное давление,

                                                (6)

                      где,  -естественное циркуляционное давление, 

                                           возникающее в расчетном кольце  системы 

                                          вследствие охлаждения воды в отопительных    

                                           приборах, Па;

                              -естественное циркуляционное давление,

                                          возникающее в расчётном кольце системы

                                          вследствие охлаждения воды в  отопительных 

                                          приборах,

                                                                                        (7)

 где,    h-  вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в

                 отопительном приборе и нагревание  в системе, м;

           -среднее приращение плотности воды при понижении

                 температуры воды на 1 , кг/(м );                   

            -температура горячей воды в системе отопления, ;

            -температура охлажденной воды в системе отопления, ;

             g-ускорение свободного падения; м/с

 

 

-перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом для

          обеспечения необходимо  расхода вода в системе;

;                                                      (8)

                                                                                                (9)

Определение удельной потери давления на трение Rср, Па/м:

                                     (10)

Потери давления на сетке  необходимо сравнить с потерями давления в расчетном циркуляционном кольце. Невязка в расчетных потерях  давления для систем водяного отопления при тупиковой разводке трубопровода не должна превышать 10% (2, п. 3.33):

    %=                               (11)

После выполнения гидравлического  расчета необходимо построить график падения давления в стояках и  магистралях расчетного циркуляционного кольца, чтобы наглядно представить картину падения давления в системе отопления.

Когда определение диаметров трубопроводов расчетного циркуляционного кольца были определены, производиться гидравлический расчет  трубопроводов другой ветки системы отопления, и определяется невязка. Гидравлический расчет второй ветки приведен в таблице 2.

Определяем располагаемый перепад  давлений , Па: (12)                                                                                   

невязка:

%=

 

Необходимо провести гидравлическую увязку Ст18:

 

Определяем располагаемый  перепад давлений , Па:

 

Определяем естественное циркуляционное  давление прибора;

 

невязка

  

Так как гидравлическая увязка велика, поэтому путем изменения  диаметра труб стояки диафрагмируют.

Определяем диаметр  диафрагмы, мм:

                           (13)

Находим необходимые  для увязки потери давления в диафрагме:

       (14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет нагревательной поверхности отопительных приборов

Расчет приведен в  таблице 3

Графа 1- Указывается номер помещения и его температура воздуха;

Графа 2- Указывается тепловая нагрузка на приборы;

Графа 3- Указывается температура воздуха в помещении t_в, °С

Графа 4-Указывается разность температуры , , которая находиться следующим образом: ;                                                               (15)

                                                                                 

     где,     -температура в помещении, ;

               - среднюю температуру воды в отопительном приборе,

                    присоединённом к стояку двух трубной системе отопления,

                    которая определяется по формуле:

       , ;                                                              (16)

где,  - расчетная температура горячей и обратной воды в системе, ;

           -суммарное понижение температуры воды, , на участках

                    подающей магистрали от начала системы до рассматриваемой

                    горизонтальной ветки;

           - тепловая нагрузка прибора за вычетом теплоотдачи транзитных

                  труб, проложенных в помещении,  кроме ветви и подводок, к 

                  которым непосредственно присоединен прибор, Вт;

           -суммарное понижение температуры воды на участке подающего

                      стояка от магистрали до рассчитываемого  прибора, :

                                                                                     (17)

    где,  -теплоотдача 1м вертикальной трубы, Вт/м, на i-м участке

                     подающего стояка, разности температуры теплоносителя ;

             -длина i-го участка подающего стояка, м;

             - расход воды, кг/ч, на i-м участке подающего стояка;

              - удельная массовая теплоёмкость воды 4185 Дж/(кг К);

 

Графа 5,6,7-Экспериментальные числовые показатели (6, табл.9.2);

Графа 8-Расчетная тепловая плотность , ;  (18)

      где,   -расход воды через отопительный прибор, кг/ч;

               -номинальный тепловой поток прибора, , определяемый

                        по формуле  ;                                                         (19)

                       где,  -номинальный тепловой поток прибора, Вт (6, прил. 10 

                                      табл. 10.1);

                      А - площадь нагревательной поверхности прибора, (6, 10

                                      табл. 10.1);

Графа 9-Указываем тепловую отдачу 1м вертикальных труб, Вт/м, (6,

               прил. 10 табл. 10.1);

Графа 10- Указываем тепловую отдачу 1м горизонтальных труб, Вт/м, (6,

               прил. 10 табл. 10.1);

Графа 11-Указывается теплоотдача открыто проложенных в

 рассматриваемом помещении теплопроводов , Вт, которая определяется по формуле  ,                                                                (20)

            где   -длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах

                              помещения, м.

Графа 12-Указывается расчётная площадь отопительных приборов , которая определяется следующим образом:   ,      (21)

           где     0,9-поправочный коэффициент,  учитывающий долю теплопередачи  открыто приложенных в помещении  теплопроводов, полезную для поддерживания заданной температуры воздуха в помещении; 

 

 

Графа 13-Укаэывается число секций в чугунном радиаторе :

           ,                                                                                   (22)

        где   А-площадь одной секции, , типа радиатора, принятого к

                     установке в помещении;

               -поправочный коэффициент, учитывающий способ установки

                     радиатора в помещении (6, табл. 9.12);

               -поправочный коэффициент учитывающий число секций в одном

                    радиаторе;

 

Сделаем расчёт нагревательной поверхности отопительного прибора в помещении 7, с тепловой нагрузкой на прибор 310 Вт и , чугунный радиатор МС-140-108:

Определим среднюю температуру воды в отопительном приборе, присоединённом к ветки двух трубной системе отопления:

             (23)

                                (24)

                                 (25)

 

                                                                  (26)   

                

Согласно  (6, табл.9.2) n=0.3, p=0.02, c=1.039, т.к ;

, ;              (27)

;                                                             (28)    

Согласно (6, прил. 10 табл. 10.1) Вт/м,

                                                        Вт/м, т.к

 

,                                                  (29)                                                           (30)

,                                                                            (31)

,                                                                        (32)

Число секций чугунного радиатора к установке:

Расчеты остальных приборов чугунного радиатора приведены  в таблице 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

           

 

 

 

 

6 Расчёт и подбор элеватора

 

Диаметр горловины водоструйного  элеватора,                                                                   (33)

 

           где   -расход воды в системе отопления, раннее определённый, т/ч;

                  -насосное циркуляционное давление для системы, кПа;

       По  вычисленному значению диаметра  горловины подбирают (7, табл. 24.4; ) номер элеватор. Номер элеватора 1;

Коэффициент смещения элеватора  определяется по формуле: ,                                                                                  (34)

          где  - температура воды, поступающей из наружного подающего

                      теплопровода в элеватор, ;

Диаметр сопла элеватора:

                                                                               (35)

Необходимая для действия элеватора разность давлений в наружных теплопроводах при вводе их в  здание:

                              (36)

 

                   (37)

Подберём теплосчётчик:

Теплосчетчик AS2000/45-теплосчетчик электромагнитный предназначен для измерения и коммерческого учета количества теплоты и расхода теплоносителя в закрытых системах теплоснабжения промышленных предприятий, жилых, общественных, коммунально-бытовых зданий и др.

Комплекс теплосчетчика  включает:

-вычислительный блок AQUARIUS2000;

-расходомер электромагнитный ИР-45;

-два парных термообразователя  КТСПР  с защитными гильзами;

 

Рассчитаем наибольший расход:

                                                                       (38)

Диаметр условного прохода  первичного преобразователя ПРН, мм: 15;

 

 

 

7 Проектирование индивидуального теплового пункта

 

ИТП должны быть встроены в обслуживаемые ими здания и размещаться в отдельных помещениях на первом этаже у наружных стен здания. Допускается размещать ИТП в технических подпольях или в подвалах зданиё, при этом помещения ИТП должны отделяться от этих помещений перегородками, предотвращающими доступ посторонних лиц в тепловой пункт. ИТП следует размещать на расстоянии не более 12 м от выхода из здания.

Из встроенных в здания тепловых пунктов должны предусматриваться  выходы: при длине помещения теплового  пункта 12 м и менее и расположении его на расстоянии менее 12 м от выхода из здания – один самостоятельный выход  наружу, при длине помещения теплового пункта более 12м – два выхода, один из которых должен быть непосредственно наружу-, второй – через коридор или лестничную клетку.

Двери из теплового пункта должны открываться из помещения теплового пункта от себя.

Высоту помещения ИТП  от отметки чистого пола до низа выступающих конструкций перекрытия (в свету) рекомендуется принимать  не менее  2,2 м (18).

При размещении ИТП в  подвальных и цокольных помещениях, а также в технических подпольях зданий допускается принимать высоту помещений и свободных проходов к ним не менее 1,8м.

Предусматривать проемы для естественного освещения  тепловых пунктов не требуется.

Для стока воды полы следует проектировать с уклоном 0,01 в сторону трапа или водосборного приямок.  Минимальные размеры водосборного приямок должны быть, как правило, в плане не менее 0,5*0,5м при глубине не менее 0,8м. Приямок должен быть перекрыт съёмной решёткой.

Перед элеватором на подающем трубопроводе рекомендуется предусматривать прямую вставку длиной 0,25м на фланцах. Диаметр вставки следует принимать равным диаметру трубопровода.

В тепловых пунктах не допускается предусматривать пусковые перемычки между подающим о обратным трубопроводами тепловых сетей. 

Отопление помещений  ИТП не предусматривается, если имеющиеся  в них тепловыделения от оборудования и трубопроводов достаточны для  обогрева этих помещений.

В тепловых  пунктах  с расходом теплоты до 2,3 МВт штуцеры  для манометров предусматриваются: до запорной арматуры на вводе в тепловой пункт трубопроводов водяных тепловых сетей, до и после грязевиков, фильтров и водомеров.

Тепловые пункты зданий с расчётным расходом теплоты 50 кВт  и более должны оснащаться приборами  и арматурой, обеспечивающими автоматическое поддержание расчетных параметров теплоносителя для систем отопления и вентиляции зданий.

В тепловом пункте необходимо предусматривать  установку приборов контроля параметров теплоносителя и учета расхода  теплоты. Если приборы учета теплоты компенсируются самопишущими или показывающими расходомерами, термометрами и манометрами, то предусматривать дублирующие контрольно-измерительные приборы не следует.

 

 

8 Расчет удельных  технико-экономических показателей  системы отопления

 

Определяем удельный расход тепла на отопление:

;                                                               (39)

   где   -теплопотери здания, Вт;

        общая площадь здания,

Определяем общий расход трубопроводов:

 

                  (40)

        где  -масса 1м трубы i-го диаметра, кг/м;

               -длина труб i-го диаметра в здании, м;

Определяем удельную площадь нагрева чугунных радиаторов:

 

;                                                           (41)

        где  А- площадь нагревательной  поверхности одной секции чугунного 

                     секционного радиатора,

              -суммарное число секций чугунных радиаторов, установленных

                        в здании;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Список используемой литературы

 

1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.-26с.
2. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России.-М.: ГУП ЦПП, 2002.-74с.
3. ГОСТ 21.602.2003. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования. / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2003. – 45с.
4. Культурно-зрелищные учреждения. Нормы проектирования: ВСН 45-86 / Госгражданстрой. –М.: Стройиздат, 1988.-85с.
5. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление: Учебник для вузов.-М.: Издательство АСВ, 2002. – 576с.
6. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1: Отопление / В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера.-344с. (Справочник проектировщика).
7. Водяные тепловые сети:  Справочное пособие по проектированию / И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. – М.: Энергоатомиздат, 1988.-376с.
8. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 200. -58с.