Файл: "Отопление и вентиляция здания".docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

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

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:

  1. 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 18С, для углового помещения 20С.

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 20С, для углового помещения 22С.

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 22С.

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 =