Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 63
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра "Гидравлика и водоснабжение"
Курсовая работа по теме:
"Отопление и вентиляция здания"
Выполнил: студент:
Проверил преподаватель:
Хабаровск 2023
Введение
Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения, предназначенными для поддержания в помещениях оптимальных температуры, влажности и других параметров воздушной среды. Без этого постоянное пребывание людей в зданиях невозможно.
Отопление - искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них тепловых потерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса. Под отоплением понимают также устройства и системы (калориферы, теплый пол, ИК-обогрев и пр.), выполняющие указанную функцию.
Отопление может быть индивидуальное и централизованное. По типу источника нагрева отопление бывает печное, от котельных агрегатов, электрическое, солнечное, с использованием геотермальных источников, отопление с помощью тепловых насосов. Система отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для компенсации температурных потерь через внешние ограждающие конструкции (стены, пол, крыша), посредством получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты во все обогреваемые помещения с целью поддержания температуры на заданном уровне.
В холодное время года человек вынужден обеспечивать в помещениях комфортную внутреннюю температуру воздуха. Процесс поддержания такой внутренней температуры называется отоплением. Тепловая энергия, подаваемая в помещение системой отопления, передается внутреннему воздуху, и в то же время от внутреннего воздуха поток тепла через наружные ограждения направлен из помещения наружу. Баланс этих двух процессов обусловливает температуру внутреннего воздуха.
1. Тепловой режим и теплопотери помещений и зданий
1.1 Нормативные требования к микроклимату помещений. Расчетные параметры наружного воздуха
Оптимальные значения относительной влажности воздуха находятся в диапазоне 40–60 %. Оптимальные скорости воздуха в помещении для холодного периода года принимаются 0,2–0,3 м/с, а для теплого 0,2–0,5 м/с. Для помещений жилых домов расчетные параметры, определяющие микроклимат, принимаются по [1] и приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Расчетные параметры микроклимата в помещениях жилых домов.
Помещение | Расчетная температура в холодный период года tвн, °С | Воздухообмен (вытяжка), м3/ч |
То же при tнБ – 31 °С | 20-22 | 3 на 1 м2 пола |
Кухня с электроплитами | 19–21 | Не менее 60 |
Кухня с 4-конфорочными газовыми плитами | 19–21 | 90 |
Ванная | 24–26 | 25 |
Уборная индивидуальная | 19–21 | 25 |
* В угловых помещениях увеличивается на 2 °С.
Расчетная температура и скорость воздуха для холодного периода года по "параметру Б" для Комсомольск-на-Амуре приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Расчетные параметры наружного воздуха.
Наименование населенного пункта | Параметры Б | |
Расчетная температура tнБ, °С | Скорость ветра V, м/с | |
Комсомольск-на-Амуре | –35 | 5 |
Исходные данные:
Наименование | Последняя цифра заданного варианта или шифра в зачетной книжке (для студентов ИИФО) |
8 | |
Количество этажей | Два |
Вариант конструкции наружной стены (см. прил. 2) | 4 |
Перекрытие последнего этажа | Бесчердачное |
Вариант перекрытия над подвалом (см. прил. 2) | 3 |
Источник теплоснабжения | Тепловые сети с температурой воды 130/70 °С |
Подключение системы отопления здания к источнику теплоснабжения | Через теплообменник (водонагреватель) |
Система побуждения | Насосная циркуляция |
Наименование | Предпоследняя цифра заданного варианта или шифра, указанного в зачетной книжке (для студентов ИИФО |
7 | |
Ориентация фасада А–А | З |
Перепад давления в теплосети, МПа | 0,10 |
Район строительства (город см. прил. 3) | 7 |
Выполнить расчет теплопотерь помещения | 105 |
1.2 Определение теплопотерь помещений
1.2.1 Определить термические сопротивления наружных ограждений
Отапливаемые помещения теряют теплоту через ограждения вследствие разности температур внутреннего и наружного воздуха. Такими ограждениями являются стены, окна, двери, перекрытия над подвалами, чердачные и бесчердачные перекрытия, полы по грунту.
Теплозащитные качества ограждений характеризуются величиной сопротивления теплопередаче (термического сопротивления) R0, м2·С / Вт, определяемой по формуле
, (1.1)
где в – коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, Вт/ м2·С; i и i – толщина слоя и расчетный коэффициент теплопроводности материала слоев ограждающей конструкции; н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/ м2·С; Rв.п. – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (при наличии ее в конструкции), м2·С/Вт.
Коэффициенты в и н для наиболее часто встречающихся случаев приведены в [13, табл. 1.1]; i - назначается по в соответствии с заданием; i – принимается по справочным данным и для некоторых материалов приводится. Термическое сопротивление воздушных прослоек может быть принято по [13, табл. 1.2].
Для наружной стены термическое сопротивление будет равно:
4 | | 1 – мраморные плиты, 20 мм; 2 – воздушный зазор, 60 мм; 3 – плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем, 200 мм; 4 – бетон на зольном гравии, 400 мм |
Рис. 1.1 – конструкция наружной стены.
Для перекрытия над подвалом термическое сопротивление будет равно:
3 | | 1 – половая рейка δ = 30 мм; 2 – перлитопластбетон δ = 200 мм; 3 – воздушная прослойка; 4 – плита железобетонная δ = 220 мм |
Рис. 1.3 – конструкция перекрытия над подвалом.
Для окон и дверей термическое сопротивление принимается равным 0,39 соответственно.
1.2.2 Определение теплопотерь через ограждения помещений
Теплопотери определяют через все ограждающие конструкции и для всех отапливаемых помещений. Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения, если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не превышает 3 °С.
Потери теплоты, Вт, через ограждающие конструкции рассчитывают по формуле
, (1.2)
где F – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; tвн – расчетная температура воздуха в помещении, °С; – расчетная температура наружного воздуха, °С; – добавочные теплопотери, в долях от основных потерь; n – коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; R0 – сопротивление теплопередаче, м2·°С/ Вт, определяемое по формуле (1.1).
1.2.3 Определение потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося через окна воздуха и бытовые тепловыделения
Теплопотери на инфильтрацию вычисляются по двум известным методикам:
-
Определяет теплопотери, обусловленные воздухообменом, необходимым по санитарным нормамПозволяет определить теплопотери при воздухообмене, величина которого обуславливается внешними факторами.
В данной расчетно-графической работе теплопотери на инфильтрации будут определяться по первой методике.
Расход теплоты Qинф, Вт, определяется по формуле
, (1.3)
где L – расход удаляемого воздуха, м3/ч, принимаемый для жилых зданий из расчета 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений; вн – плотность внутреннего воздуха, кг/м
3; с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж /(кг·С).
Удельный вес , Н/м3, и плотность воздуха , кг/м3, могут быть определены по формулам
, (1.4)
, (1.5)
где t – температура воздуха, С; g = 9,81 м/с2.
Расчетные теплопотери помещения, Вт, определяются по формуле
, (1.6)
где Qогр – суммарные теплопотери через ограждения помещения; Qинф – наибольший расход теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха из расчетов по формулам (1.4) и (1.7); Qбыт – бытовые тепловыделения от электрических приборов, освещения и других источников тепла, принимаемые для жилых помещений и кухонь не менее 10 Вт на 1 м2 площади пола. Результаты расчета вносятся в таблицу.
Расчет теплопотерь помещения 101 (жилая комната). Это помещение теряет тепло через две наружные стены, одно окно и перекрытие над неотапливаемым подвалом. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 18С, для углового помещения 20С.
Потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции определяются по формуле (1.2).
Добавочные теплопотери определены по [13, табл. 1.3]. Добавка на ориентацию наружной стены, ориентированной на север - = 0,1; наружной стены и окна, ориентированных на восток - = 0,1. Добавка на угловое помещение при наличии стены, обращенной на север, принята для всех стен и окон - = 0,05. Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для перекрытия над неотапливаемым подвалом без световых проемов - n = 0,7. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 101 составила Qогр=778,6 Вт.
L = 3Fпола = 3∙16,82 = 50,46 м2;
с = 1 кДж /(кг С);
вн = Н/м3;
вн =
кг/м3;
Qинф = 0,28 50,46 1,19 1 57 = 958,4 Вт.
Qбыт = 12 Fпола = 12 16,82 = 202 Вт.
Qрасч = 778,6+958,4-202 = 1535 Вт
Расчет теплопотерь помещения 202(жилая комната). Это помещение теряет тепло через одну наружную стену и одно окно. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 20С, для углового помещения 22С.
Потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции определяются по формуле (1.2).
Добавочные теплопотери определены по [13, табл. 1.3]. Добавка на ориентацию наружной стены, ориентированной на север - = 0,1; наружной стены и окна, ориентированных на восток - = 0,1. Добавка на угловое помещение при наличии стены, обращенной на север, принята для всех стен и окон - = 0,05. Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для чердачных перекрытий без световых проемов - n = 0,9. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 110 составила Qогр=275,7 Вт.
Величина теплопотерь на инфильтрацию по первой методике вычислена по формуле (1.3).
L = 3Fпола = 3∙16,19 = 48,57 м2;
с = 1 кДж /(кг С); вн = Н/м3;
вн = кг/м3;
Qинф = 0,28·48,57 1,205 1 55 = 643,8 Вт.
Qбыт = 12· Fпола = 12 16,19 = 194 Вт.
Qрасч = 275,7 + 643,8 – 194 = 725,5 Вт
Расчет теплопотерь помещения 305 (кухня). Это помещение теряет тепло через две наружных стены, одно окно и чердачного перекрытия. Размеры ограждающих конструкций определены по плану типового этажа (рис. 1.4). Температура внутреннего воздуха назначена 22С.
Добавка на ориентацию наружной стены и окна, ориентированной на запад - = 0,05;
Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для чердачного перекрытия без световых проемов - n = 0,9. Результаты всех расчетов сведены в таблице 1.3. Сумма теплопотерь через ограждения в комнате 305 составила Qогр=677,6 Вт.
Величина теплопотерь на инфильтрацию по первой методике вычислена по формуле (1.3).
L = 3Fпола = 3∙16,82 = 50,46 м2;
с = 1 кДж /(кг С);
вн =