Теплопостачання-расчт будинку

/ Теплопостачання-розрахунок будинку

Федеральне державне освітній заклад

вищої професійної освіти

«Калінінградський державний технічний університет»

Факультет: «Суднобудування та енергетики»

Кафедра: «Суднових енергетичних установок і теплоенергетики»

1) Загальні відомості про опалення.

2) Вимоги для теплотехнічних розрахунків систем опалення.

3) Розрахунок теплового навантаження системи опалення житлового будинку.

4) Розрахунок двотрубної системи опалення та гарячого водопостачання житлового будинку при природній і насосної циркуляції.

5) Власний розрахунок системи опалення та гарячого водопостачання 2-кімнатної квартири.

6) Використовувана літ-ра.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО опаленні

Основна мета опалення - створення теплових умов в приміщеннях. сприятливих для життя і діяльності людини. Комфортні умови в холодну пору року забезпечуються. якщо підтримувати певну температуру повітря в приміщенні.

Опалення починають при стійкому протягом 5 діб. зниженні температури зовнішнього повітря до 8 ° С і нижче. коли теплопоступлений в приміщення вже недостатньо для підтримки нормальної температури. Закінчують опалення при стійкості і вом підвищенні температури зовнішнього повітря вище 8 ° С також протягом 5 діб. Тривалість опалення будинків в холодну пору року називають опалювальним сезоном. На більшій території Росії. яка характеризується суворої і тривалої взимку. опалювальний сезон 6-8, а на півночі країни 9- 11 міс. Тривалість опалювального сезону встановлюють на підставі багаторічних на дотриманні як середня кількість днів у році зі стійкою середньодобовою температурою повітря 8 ° С і нижче. Так. в Московській обл. тривалість опалювального сезону 213 діб.

Суворість чи м`якість зими висловлюють кількістю градусо-діб. т. е. твором кількості діб дії опалення на різницю внутрішньої і зовнішньої температур. середньої для цього періоду часу. Якщо кількість градусо - доби для Московської обл. одно 4600 то на півночі Красноярського краю доходить до 12800.

Під впливом різниці межд у температурою внутрішнього tв і зовнішнього tн повітря виникають тепловтрати через зовнішні огородження і для підтримки необхідної tв потрібно подача тепла в приміщення. т. е. опалення. Теплозатрати на опалення будинків і споруд дуже великі. тому для цієї мети доводиться витрачати до 1/3 палива, що добувається.

Опалення призначене для подачі в приміщення будинку теплової енергії в кількості. рівному тепловтрат. Отже. при зниженні температури зовнішнього повітря. а також при посиленні вітру подача теплоти в приміщення повинна збільшуватися. а при підвищенні зовнішньої температури - зменшуватися.

Крім зовнішніх метеорологічних умов на температуру опалювальних приміщень впливають теплопоступления від побутових джерел. що вимагає зміни Теплопостачання опалювальних установок. Тому опалювальні установки повинні регулювати кількість теплоти. змінюється відповідно до тепловтрат.

До опалювальним установкам висувають такі вимоги:

- санітарно - гігієнічні (підтримання рівномірної температури приміщень. обмеження температури нагрівальної поверхні і можливість її очищення);

- архітектурно - будівельні (відповідність планування приміщень. компактність. естетичність);

- економічні (невисокі капітальні вкладення і невелика витрата металу і енергії);

- експлуатаційні (безвідмовність і довговічність. простота і зручність управління. безшумність і безпеку дії).

Опалювальна установка - одне з основних конструктивних елементів системи опалення. яка являє собою сукупність окремих елементів. призначених для отримання. перенесення і передачі необхідної кількості теплової енергії у в се обігріваються приміщення.

Система опалення (рис. 1) складається з опалювальної установки 1 (котла або генератора теплоти) для отримання теплової енергії при спалюванні палива або від іншого джерела. опалювальних приладів 3 для теплопередачі в приміщення. теплопроводів подає 2 і зворотного 4, мережі труб або каналів для теплопереносу від котла до опалювальних приладів. Теплоперенос здійснюється теплоносієм рідким (вода. Антифриз) або газоподібним (пар. Повітря). Залежно від виду теплоносія системи опалення можуть бути водяними. паровими або повітряними.

У системах опалення сільських односімейних житлових будинків отримання. перенос і передача теплоти відбуваються безпосередньо в опалювальній установці. Теплопереносящая середовище може нагріватися гарячою водою або гарячим газом. утворюється при спалюванні будь - якого палива (наприклад - природного газу).

У системах опалення з використанням електричної енергії теплоперенос здійснюється рідким або газоподібним теплоносієм. або без не г о - безпосередньо через тверду середу. У сільській місцевості в основному застосовуються водяні системи опалення. Системи парового і повітряного опалення менш надійні і застосовуються вкрай рідко.

Надійність систем опалення. т. е. властивість забезпечувати задану тепловіддачу в приміщення протягом необхідного періоду часу (ряду опалювальних сезонів), різна. Найбільшу надійність, що зумовлено насамперед безвідмовність ю (безперервним збереженням працездатності), а також порівняльну довговічність мають системи водяного опалення (термін служби 30-35 років), керовані і безвідмовні в експлуатації. Менш надійні системи парового опалення. складніші за конструкцією і в обслуговуванні. недовговічні (термін служби паропроводів приблизно 10 років. конденсатопроводів близько 4 років). Невисоку надійність мають також системи повітряного опалення з - за можливості порушення розподілу повітря по приміщеннях. оскільки повітроводи з покрівельної і тонколистової сталі недовговічні. а з цегли. блоків. плит та інших матеріалів недостатньо щільні.

З огляду на суттєві переваги водяних систем опалення та їх широке застосування в сільській місцевості. розглянемо ці системи більш докладно.

У системах водяного опалення циркулює нагріта вода охолоджується в опалювальних приладах і повертається в опалювальну установку для подальшого нагрівання. Системи водяного опалення підрозділяють на низькотемпературні з граничною температурою гарячої води tг < 100>г > 10 0 ° С. Максимальне значення температури води обмежена в даний час 150 ° С і застосовується в системі централізованого теплопостачання.

За способом створення циркуляції теплоносія розрізняють системи з природною циркуляцією води (гравітаційні системи) і з механічним спонуканням води насосами (насосні системи). У гравітаційної системі використовують відмінність в щільності води. нагрітої до різної температури. У вертикальній системі з неоднорідною щільністю води виникає природне рух під впливом гравітаційного поля Землі. В системі з механічним спонуканням циркуляції води застосовують насос з електродвигуном для підвищення гідравлічного тиску. що викликає циркуляцію. і в системі створюється вимушене рух води. Причому перетин теплопроводів в цьому випадку в кілька разів менше. ніж в гравітаційної системі.

Системи водяного опалення по положенню труб. об`єднують опалювальні прилади по вертикалі або горизонталі. ділять на вертикальні і горизонтальні.

Теплопроводи вертикальних систем поділяють на магістралі. стояки і підводки. подають - для подачі гарячої води до опалювальних приладів і зворотні - для відведення охолодженої води до теплообмінників.

Теплопроводи горизонтальних систем. крім магістральних. стояків і підводок. мають горизонтальні гілки. об`єднують опалювальні прилади. розташовані на одному рівні.

Залежно від схеми з`єднання труб з опалювальними приладами системи опалення поділяють на однотрубні. двотрубні і біфілярного. У кожному стояку або горизонт а льно гілки однотрубної системи прилади з`єднують однією трубою і вода протікає послідовно через всі прилади. Якщо прилади поділяють навпіл і з`єднують трубами таким чином. щоб вода послідовно протікала через все перші половини. а потім у зворотному напрямку через другі половини приладів. то таку систему називають біфілярного (двухпроточной).

У двухтрубной системі опалювальні прилади приєднують окремими трубами до двох стояках - подає і зворотному. при цьому вода протікає через кожен прилад незалежно від інших приладів.

Розглянемо водяне опалення з природною циркуляцією. Найбільшого поширення в сільських житлових будинках отримало опалення з природною циркуляцією рідини (рис. 2). У цій системі так само. як у всіх інших системах опалення сільських одноквартирних житлових будинків. працюючих з природним спонуканням. бажано котел розташовувати нижче опалювальних приладів. так як при цьому збільшується цирк у ляціонному тиск в системі і зменшується перетин трубопроводів.

Якщо котел не можна встановити нижче опалювальних приладів. то його можна помістити на одному рівні з ними і навіть трохи вище. В цьому випадку вода в системі буде циркулювати внаслідок охолодження її в трубопроводах. При розташуванні опалювальних приладів вище котла з`явиться додаткове циркуляційний тиск. залежне від висоти їх розташування. Таким чином. охолодження води в трубопроводах системи опалення. знаходяться вище котла. сприяє поліпшенню циркуляції води.

Гарячий і зворотний трубопроводи прокладають про ухилом не менше 0,003-0,005 по руху води в ньому (для подаючих трубопроводів - від джерела теплоти до опалювальних приладів. А для зворотних - від опалювальних приладів до джерела теплоти). Це забезпечує вільний вихід повітря через розширювальний посудину і злив води з системи через зливний патрубок. розташований в нижній точці системи. Вода може зливатися в каналізацію або в спеціальний дренажний колодязь.

Розширювальний посудину, щоб уникнути замерзання і для зручності обслуговування системи слід розташовувати в опалювальному приміщенні.

Для зручності обслуговування котел. розширювальний посудину і живить вентиль водопроводу холодної води рекомендується встановлювати в одному приміщенні. При відсутності водопроводу систему опалення можна заповнювати за допомогою ручного насоса або через розширювальний посудину. в кришці якого передбачається закриває отвір. Отже. відсутність водопроводу в будинку не повинно перешкоджати улаштування опалення. тим більше що воду з системи зливають дуже рідко.

Прокладка зворотного трубопроводу (рис. 2) над підлогою приміщення особливо при розташуванні опалювальних приладів у зовнішніх стін. не завжди можлива. Для обходу трубопроводом дверей доводиться заглиблювати його під підлогу і влаштовувати підпільні канали. що особливо небажано. коли система обладнується в готовому будинку. Тому. як правило. застосовують іншу схему - з прокладкою зворотного трубопроводу поруч з гарячим під стелею приміщення (рис. 3). Гаряча вода в опалювальні прилади надходить. як і по раніше розглянутій системі. Охолоджена вода від приладів піднімається по зворотному стояку в збірний зворотний труб про провід під стелею і по ньому повертається в кота л. Однак. таку схему не можна рекомендувати до широкого застосування у знову споруджуваних будинках з - за нестійкості циркуляції в ній води. Ця система має кілька циркуляційних кілець. в яких зворотна вода піднімається і зливається в верхньому зворотному трубопроводі.

Особливість більш досконалої. хоча і більш складної системи (рис. 4) складається в тому. що зворотна охолоджена вода спрямовується не в котел. а вниз. де змішується з охолодженою водою від інших приладів. і потім за загальним трубопроводу рухається до котла. Злиття більш холодної води від віддалених від котла опалювальних приладів відбувається в нижніх. а не верхніх точках циркуляційних кілець. Тому зниження температури в зворотному трубопроводі одного з кілець призведе до прискореного руху цієї води. а отже. до поліпшення циркуляції в кільці. Недоліками цієї схеми є збільшена витрата труб і ускладнений злив води (для повного спорожнення системи необхідно відгвинчувати нижні пробки у кожного опалювального приладу або передбачати в них спеціальні спускні крани). Однак. якщо зворотний трубопровід необхідно прокладати близько дверей. особливо в уже упорядкованих будинках. то слід віддати перевагу цю систему. оскільки відпадає необхідність переробки будівельних конструкцій та пристрої підпільних каналів.

Розглянуті вище схеми опалення в основному застосовують в одноповерхових одноквартирних будинках. Опалення двоповерхових будинків або одноповерхових з мансардою мало відрізняється від звичайного водяного опалення з природною циркуляцією.

Правда, перевагу віддають однотрубної проточною системі і однотрубною регульовану систему з замикаючими ділянками і верхньої роздачею. збільшує циркуляційний тиск внаслідок охолодження води в трубопровід

ВИМОГИ ДЛЯ теплотехнічних розрахунків СИСТЕМ ОПАЛЕННЯ

Будівельні конструкції зовнішніх огороджень опалювальних індивідуальних будинків у сільській місцевості. крім вимог міцності і стійкості. вогнестійкості і довговічності. архітектурного оформлення та економічності. повинні відповідати теплотехнічним нормам. Огороджувальні конструкції вибирають в залежності від фізичних властивостей матеріалів. конструктивного рішення. температурно - вологісного режимів повітря в приміщенні. кліматологічних характеристик району будівництва відповідно до норм опору теплопередачі і необхідної теплостійкістю. Для отримання найбільш економічного конструктивного рішення теплозахисні якості зовнішніх огороджень визначаються розрахунком.

2.2. Основні фізичні властивості будівельних матеріалів характеризуються об`ємним вагою? (Кг / м 3), питомою теплоємністю С (кДж / (кг? ° С) і коефіцієнтами теплопровідності?, (Вт / (м? ° С), теплоусвоения матеріалу S, Вт / (м 2 ° С), паропроникності?, мг / (м? ч? Па), повітропроникності i, мг / (м? ч? Па).

Для теплотехнічних розрахунків фізичних показників основних будівельних матеріалів і деяких конструктивних елементів огорож приймають за таблицями СНиП II -3-79 **. «Будівельна теплотехніка».

2.3. При розрахунку теплозахисних якостей і виборі конструкцій зовнішніх огороджень приймають розрахункову зимову температуру зовнішнього повітря tн. Для перекриттів над підвалами та підпідлоговими відповідно середню t холодного періоду. Розрахункову температуру зовнішнього повітря і швидкості вітру приймають на підставі СНиП 2.01.01-82. «Будівельна кліматологія і геофізика. Основні положення проектування ». Розрахункові температури внутрішнього повітря tв, відносну вологість повітря? і кратності вентиляційних обмінів в житлових будинках знаходять по табл. 1.

2.4. Систему опалення і параметри теплоносія вибирають на підставі техніко - економічного обґрунтування. відповідно до вимог санітарних і проти про пожежних норм. в залежності від призначення будівлі і р е жиму його експлуатації. При цьому граничні значення допустимих тим температур на поверхні нагрівальних приладів будь-яких типів і конструкцій tнн приймають. керуючись правилами СНиП 2.04.05 -86. «Опалення. вентиляція і кондиціювання повітря »

Температура і повітрообмін в приміщеннях житлових будівлі (СНиП 2.04.05 -86)