Отопление и вентиляция жилого пятиэтажного дома на два подъезда (район застройки – г. Улан-Удэ)

1. Исходные данные

1. Район застройки   г. Улан-Удэ.

1) Температура наружного воздуха t_н= - 37 °С

2) Длительность отопительного периода Z_оп = 220 сут.

2. Коэффициенты теплопередачи наружных ограждений.   (табл. №1)

3. Жилой 5-ти этажный дом на 2 подъезда :

4. Системы отопления.

В жилой части – однотрубная с нижней разводкой магистралей и П-образными стояками.

В офисах – однотрубная горизонтальная.

5. Нагревательные приборы – чугунные секционные радиаторы МС-140-АО

6. Параметры теплоносителя.

Т₁/Т₂ = 150°/70°

7. Присоединение к теплосетям элеваторное.

2. Тепловой баланс помещений

2.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции

Теплопотери через отдельные ограждающие конструкции рассчитываем по прил. 9 [ 2.] :

Q = A(t_p - t_ext)(1+åb)n/R    (1)

1.  А – расчетная площадь ограждающих конструкций, м²;

2.  R – сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, м^{2 0}С/Вт, следует определять по [ 1.];

3.  t_р – расчетная температура воздуха, °С, помещения с учетом повышения по высоте для помещений высотой более 4 м;

4.  t_ext – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года;

5.  b - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые по п. 2 [ 2.];

6.  n – коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху по [ 1.];

Расчеты выполняются в табличной форме (табл.2).

2.2. Расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха.

Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения выполняем по прил. 10 [ 2.].

Q_i = 0.28åG_i C (t_p – t_i)k     (1)

1.  åG_i – расход инфильтрирующего воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, определяемый по п. 3;

2.  С – удельная теплоёмкость воздух, равная 1 кДж/кг ⁰С;

3.  t_p , t_i – расчетные температуры воздух, ⁰С, в помещении и наружного воздуха в холодный период года;

4.  к – коэффициент учета влияния встречного теплового потока, для тройного остекления равен 0,7;

åG_i = (0,216åDp_i^0.67 A₁)/R_и +3456åDp₁^0.5 A₃ +0.5ålDp_i /Dp₁ (3)    

1.  Dp_i,Dp₁ – разность давлений воздуха, Па, на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном и на уровне пола первого этажа, Па;

2.  А₁ – площадь окна, м²;

3.  R_и – сопротивление окна воздухопроницанию, м²ч/кг, определяемое по [ 1.]

4.  А₃ – площадь щелей, м²

Dp = (Н – h_i)(g_i - g_p) + 0.5r_iu² (C_{е, n} – C_{e, p})k1    (4)      

1.  Н – высота здания, м, от уровня земли до верха карниза;

2.  h_i  - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон;

3.  g_i , g_p  - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³

g = 3463/(273 + t)         (5)

4.  r_i  - плотность, кг/м³ , наружного воздуха;

5.  u - скорость ветра, м/с, принимаемая по прил. 7 [ 2.];

6.  C_е,n , C_e,p – аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренных поверхностей, принимаемая по СНиП 2.01.07-85;

7.  k1 – коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по СНиП 2.01.07-85;

2.3.Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха.

Q_i = 0,28L_n Cr (t_p - t_i)k  , Вт        (2)  

1.  L_n – расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом;

2.  r - плотность воздуха в помещении, кг/м³ ;

2.4. Бытовые тепловыделения.

Q_быт. = 10*F_пола  , Вт – для всех помещений

Пример расчёта (для кухни)

Рассчитаем первый этаж  комн. 102(18 °С).

Дано:   t_p=18 ^oC; t_i=-37^oC;С=1 кДж/кг; К=0.7; 

К₁=0,85; C_{е, n} =0,8;  C_{e, p}= - 0.6; u = 4,6 м/с;  r_i =1,496 кг/м³ (при t_i=-37^oC)

γ_н =3463/(273-37) = 14,673 Н/м³;  γ_в = 3463/(273+18) = 11,9 Н/м³;

Н=20,727 м; h_i = 3,5 м;к₁=0,55;

А₁=1,4*1,4=1,96 м²;R_и=0,44  м²ч*Па/кг; А₃=0,00056 м²(при толщине щели 0,1 мм)

Расчет:

Dp=0,55*H*(γ_н-γ_в)+0,03* γ_н*V²=0,55*20,727*(14,673-11,9)+0,03*14,673*3,4²=36,7 Па

R_u= м²ч/кг

Dp₁=(20,727-3,5)(14,673-11,9)+0,5*(3,4)²1,496 (0.8+0.6) 0,55= 54,43 Па;

G₁=0.216*1.4*1.4* кг/ч

Q₁=0,28*21,38*1*(18+37)*0,7=231 Вт

k₁=

Dp₅=(20,727-15,5)(14,673-11,9)+0,5*(3,4)²1,496 (0.8+0.6) 0,55= 21,15 Па

G₅=0,216*1,4*1,4* кг/ч

Q₅=0.28*10.51*1*(18+37)*0.7=113.2978 Вт

k₅=

Затем строим график зависимости коэффициента к от этажности здания и вычислить коэффициенты к затем из зависимости Q_инф,i=k*Q_o вычислим расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха для 2,3,4 этажей.

k₂=0,52 ; Q_{инф,2 этаж}=375*0,52=195 Вт

k₂=0,42 ; Q_{инф,3 этаж}=375*0,42=158 Вт

k₂=0,32 ; Q_{инф,4 этаж}=375*0,32=120 Вт

Расчет теплопотерь по укрупнённым показателям:

Q_зд=a*g_o*V*(t_в-t_н)

a=0,54+

V-объем здания наружный

V=4727,9 м³

g_o-удельная отопительная характеристика, ккал/м³*ч*^oC (табл. 5 [6])

g_o=0,465 ккал/м³*ч*^oC

Q_зд=0,94*0,465*4727,9*(18+37)=113661,08 Вт

3. Система отопления.

3.1. Тепловой расчет нагревательных приборов.

Требуемый нормальный тепловой поток Q_ну, Вт для выбора типоразмера отопительного прибора определяют по формуле:                                    

    [Вт]

1.  Q_п.р.- необходимая теплопередача прибора в рассматриваемом помещении

Q_п.р.= Q₀ – 0.9*Q_т.р.     

2.  Q_т.р. – теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым непосредственно подсоединён прибор, Вт    

Q_т.р. = q_вl_в + q_гl_г;

3.   q_в, q_г – теплопередача, 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м (ккал ч м), для неизолированных труб принимается по табл. II.22 [ 3.]

4.  l_в, l_г – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

5.  _.j_к – комплексный коэффициент приведения Q_н.у. (номинальный условный тепловой поток прибора, Вт ) к расчетным условиям при теплоносителе воде, определяется формуле:         

          (9.3)      [ 3.]

6.  Температура выхода теплоносителя из прибора рассчитывается по формуле :

7.  q _нп – разность средней температуры воды и температуры окружающего