Центральне водяне опалення дитячого кінотеатру на 300 місць

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

Східно-Сибірський Державний

технологічний Університет

Кафедра "ТГВ"

Курсова робота на тему:

"Центральне водяне опалення дитячого кінотеатру на 300 місць"

Виконав: Ізместьев Д.А.

МРІПК, ДОУ ТГВ, набір 2007 р

Перевірив: Тюменцев А.Г.

м Улан-Уде 2009 р

зміст

Вступ

I. Вихідні дані

II. Проектування системи опалення

III. Гідравлічний розрахунок системи опалення

IV. Тепловий розрахунок опалювальних приладів

V. Розрахунок і підбір елеватора

Список використаної літератури

Опалення підтримує в приміщенні на певному рівні температуру повітря і внутрішніх поверхонь огороджувальних конструкцій. У приміщенні забезпечується тепловий комфорт - оптимальна температурна обстановка, сприятлива для життя і діяльності людей в холодну пору року.

Опалення - один з видів інженерного (технологічного) обладнання будівлі і, крім того, є галуззю будівельної техніки. Монтаж стаціонарної установки опалення проводиться в процесі зведення будівлі, її елементи пов'язуються з будівельними конструкціями і поєднуються з інтер'єром приміщення.

Функціонування опалення характеризується певною періодичністю протягом року і мінливістю використання потужності установки, що залежить, перш за все, від метеорологічних умов в холодну пору року. При зниженні зовнішнього повітря і посилення вітру повинна збільшуватися, а при підвищенні температури зовнішнього повітря і дії сонячної радіації зменшуватися тепловіддача від опалювальних установок в приміщенні. Зміна інтенсивності зовнішнього впливу на будівлю може так само поєднуватися з нерівномірним надходженням тепла від внутрішніх виробничих і побутових джерел, що вимагає додаткового регулювання дії опалення.

Очевидно, що для створення і підтримки теплового комфорту в приміщеннях будівель потрібні технічно досконалі опалювальні установки. І чим суворіше клімат місцевості і вище вимоги до забезпечення сприятливих умов в будівлі, тим потужнішим і надійним має бути опалення.

1. Місто - Абакан

2. Характеристика будівлі:

2.1 Призначення будівлі - суспільне (дитячий кінотеатр на 300 місць).

2.2 Розрахункові умови: t _н = - 41 ⁰ С.

2.3 Розрахункові тепловтрати приміщень приймаються з КР "Розрахунок тепловтрат будівлі"

джерело теплопостачання

У курсової роботі запроектована центральна система водяного опалення. Джерело теплопостачання - ТЕЦ. Параметри води у зовнішній теплової мережі - 150 - 70 ⁰ С.

Вибір розрахункових параметрів теплоносія

Розрахункові параметри теплоносія відповідно до вимог санітарно-гігієнічних норм, викладені в СНиП 41-01-2003 "Опалення, вентиляція і кондиціювання", приймаємо рівними: , (Для двотрубної системи водяного опалення з опалювальними приладами - чавунними радіаторами).

Вибір системи опалення

Для центрального опалення зі штучною циркуляцією води рекомендується двотрубна система опалення. Приймаємо горизонтальну двотрубну систему опалення. При двотрубної схемою теплоносій паралельно надходить в опалювальні прилади, використання кранів подвійного регулювання на прямому підводці дозволяє регулювати тепловіддачу кожного опалювального приладу і забезпечити рівномірність обігріву всіх приміщень.

Вибір типу опалювальних приладів і матеріалу трубопроводів

До встановлення приймаємо радіатор чавунний секційний МС - 140-108. Радіатор конвективно-радіаційний прилад. Відповідає багатьом вимогам:

а) теплотехнічні - мають велику теплову потужність на одиницю довжини приладу;

б) експлуатаційні - довговічний при використанні, так як більш корозіонностоек в порівнянні з іншими опалювальними приладами;

в) варіювання кількості секцій, тобто зміна площі нагрівання.

Трубопроводи системи опалення прийняті сталеві водогазопровідні легкі.

Вибір типу розводки

Приймаємо нижню розводку, тому що будівлю безпідвальних і не має горища, магістральні трубопроводи прокладаємо в підпільних каналах, глибиною 0,4 м. У місцях переходу трубопроводів через неопалювані приміщення і в каналах трубопроводи теплоізолюючих.

Опалювальні прилади встановлюються на позначці 0,2 м від рівня підлоги.

Вибір способу циркуляції

Необхідну циркуляцію теплоносія в трубопроводах в системі опалення будівлі забезпечують мережеві насоси на ТЕЦ. Система зі штучною циркуляцією теплоносія - насосна.

Вибір схеми руху теплоносія в прямому та зворотному магістралях.

Схема руху води в магістралях тупикова (4 гілки по периметру будівлі). Тепловий пункт розташовується в приміщенні 11.

Вибір схеми приєднання системи опалення до теплових мереж.

Вибираємо залежну схему приєднання, з огляду на її меншої вартості з підмішуванням води із зворотного трубопроводу за допомогою водоструминного елеватора.

Конструювання системи опалення.

З метою локалізації холодних потоків повітря опалювальні прилади маємо по периметру зовнішніх стін під віконними прорізами.

По можливості стояки маємо в зовнішніх кутах будівлі і приміщень, тому що це найсприятливіші місця для випадання конденсату.

Ухил магістралей робиться проти руху теплоносія в бік теплового вузла. Згідно СНиП [1] приймаємо ухил дорівнює 0.003.

На магістралях встановлюємо вентилі і засувки для відключення окремих гілок. На тепловому пункті передбачена лінія для зливу води із системи, де встановлюємо запірну арматуру до і після елеватора.

Випуск повітря з системи опалення здійснюється кранами Маєвського, якими обладнані всі опалювальні прилади.

Мета гідравлічного розрахунку полягає у визначенні діаметрів труб для пропуску розрахункових витрат теплоносія, при цьому визначаються втрати тиску на всіх ділянках системи опалення.

Гідравлічний розрахунок виконується за законами гідравліки і заснований на принципі: розрахункове циркуляційний тиск, що діє в системі повністю витрачається на подолання опорів в даній системі. Завдання гідравлічного розрахунку зводиться до розподілу витрат по всіх елементах системи опалення. Гідравлічний розрахунок виконуємо способом питомих лінійних втрат тиску на тертя (R). В даному способі підбираємо діаметри труб, задаючись рівними перепадами температур теплоносія у всіх стояках і гілках, також як розрахунковий перепад температур у всій системі опалення ( ). Втрати тиску на тертя і місцеві опори на ділянці визначаємо за перетвореною формулою:

де R - питомі лінійні втрати тиску на тертя, що залежать від витрати (G) і від діаметра трубопроводу (d)

Z - втрати тиску в місцевих опорах, в залежності від швидкості V і Sx.

Витрата теплоносія визначається за формулою:

,

де - коефіцієнт, що враховує додатковий тепловий потік внаслідок округлення числа елементів опалювального приладу до цілого числа або збільшення площі нагрівальної поверхні його до стандартного значення / 2 /;

- коефіцієнт, що враховує величину додаткового теплового потоку внаслідок розташування опалювального приладу у зовнішньої стіни / 2 /;

- розрахункова різниця температур води в системі.

Втрати тиску в циркуляційному кільці системи опалення при послідовному з'єднанні ділянок, визначаються за формулою:

, Па

Втрати тиску в циркуляційному кільці системи опалення при паралельному з'єднанні двох ділянок, стояків або гілок визначаються за формулою:

, Па

У будівлі запроектована система опалення, що складається з основного циркуляційного кільця і малих циркуляційних кілець.

Так як в вихідних даних не задано значення наявного тиску на вводі, то для двотрубної системи водяного опалення з механічним спонуканням воно визначиться за формулою:

D р _р = D р _н + 0,40 × D р _е,

де D р _н - тиск, що створюється циркуляційним насосом для забезпечення необхідної витрати води в системі, Па; D р _е - природне циркуляційний тиск, Па. Насосне циркуляційний тиск визначається за формулою:

D р _н = 100 × Sl, Па

де Sl - сума довжин розрахункових ділянок найбільш протяжного циркуляційного кільця, м.

D р _е = D р _{е. Ін} + D р _{е. Тр,} Па

Природний циркуляційний тиск D р _{е. Тр} в насосних системах з нижнім розведенням не враховується (на увазі малого значення). Природний циркуляційний тиск D р _{е. Ін,} Па, що виникає внаслідок охолодження води в опалювальних приладах для двотрубної системи розраховується за формулою:

D р _{е. Пр} = h ₁ * g * b * (t _г - t _о),

де h ₁ = 0,5 м - вертикальна відстань між віссю елеватора і центром опалювального приладу першого поверху, м;

g - прискорення вільного падіння, м / с ^2;

b = 0,64 кг / (м ³⁰ С) - середнє збільшення щільності води при зменшенні температури води на 1 ⁰ С.

Для основного кільця:

D р _н = 100 × 33 = 33 Па

D р _{е. Пр} = 0,2 * 9,81 * 0,64 (95-70) = 32 Па

D р _{е. Тр} = 0

D р _е = 32 Па

D р _р ^{осн. кільця} = 13300 + 0,4 * 32 = 13313 Па

Гідравлічний розрахунок трубопроводів починаємо з визначення середнього орієнтовного значення питомої лінійної втрати тиску R _ср, Па / м, за формулою:

R _ср = 0,9 × 0,65 × D р _р / ål,

де 0,9 - коефіцієнт, що показує, що 10% D р _р залишаємо в запас;

0,65 - втрати тиску на тертя, рівні 65% D р _р;

ål - загальна довжина послідовно з'єднаних ділянок, що становлять розрахункове циркуляційний кільце, м.

R _ср ^{осн. кільця} = 0,9 × 0,65 × 13313/133 = 58,5 Па / м.

Орієнтовні витрати води на ділянці, кг / год, визначається за формулою:

,

де Q _{т. п} - тепловтрати приміщення, Вт, приймаються по КР "Розрахунок тепловтрат будівлі";

с - питома масова теплоємність води, рівна 4187 Дж / (кг × ⁰ С);

Dt _з = t _г - t _про - розрахункова різниця температури в системі, ⁰ С;

b _1, b ₂ - поправочні коефіцієнти, що приймаються по / 2, табл.9.4 і 9.5 /.

Витрата води на ділянці 12 (перемичка елеватора) визначається за формулою:

де Т1 = 150 ⁰ С - температура води в трубопроводі, що подає зовнішньої теплової мережі;

Т2 = 70 ⁰ С - температура води в зворотному трубопроводі зовнішньої теплової мережі

Для зручності гідравлічний розрахунок зводиться в таблиці 1, сума коефіцієнтів місцевих опорів по ділянках дана в таблиці 2.

Після визначення втрат тиску на ділянці визначається сумарна втрата тиску в розрахунковому циркуляційному кільці S (Rl + z) _{осн. уч} і порівнюється з розташовуваним тиском. Повинно виконуватися рівність:

S (Rl + z) = 0,9 * DР _р

Після визначення діаметрів трубопроводів основного циркуляційного кільця проводиться гідравлічний розрахунок трубопроводів малого циркуляційного кільця системи опалення і визначається невязка,%, за формулою:

,

значення не повинно перевищувати 15%

де S (Rl + z) _{заг. уч} - втрата тиску в загальних ділянках, що входять до складу порівнюваних колій або гілок системи, Па.

При неможливості ув'язки втрат тиску шляхом зміни діаметрів, необхідно вдатися до установки діафрагм на стояках, для цього необхідно прорахувати діаметр діафрагми за формулою:

де DР _д - необхідні для ув'язки втрати тиску в діафрагмі, Па.

За основним кільцю: S (Rl + z) = 10373 Па

0,9 * DР _р = 0,9 * 13313 = 11982Па

11982 Па ≈10373 Па - умова виконується

Наявні тиску для малого циркуляційного кільця 1 визначиться за формулою:

D р _р ^{малого. кільця} = D р _р ^{осн. кільця} - S (Rl + z) _{загальних ділянок,} Па

водяне опалення дитячий кінотеатр

де S (Rl + z) _{загальних ділянок} - втрати тиску в загальних ділянках системи (ділянки 9-15) = 1596,4 + 402 + 464,1 + 37,8 + 464,1 + 402 + 1596,4 = 4963 Па, D р _р ^{малого. кільця} = 13313-4963 = 8350 Па.

Ув'язка малого циркуляційного кільця 1:

Невязка,%, дорівнює:

- значення перевищує 15%

Так як неможливо пов'язати мале циркуляційний кільце 1 за рахунок зміни діаметрів трубопроводів, необхідно встановити діафрагму, для цього необхідно прорахувати діаметр діафрагми за формулою:

де 100 кг / год - витрата води на ділянці 27

DР _д = 10373-4963-698,8 = 4711,2 необхідні для ув'язки втрати тиску в діафрагмі, Па.

Наявні тиску для малого циркуляційного кільця 2 визначиться за формулою:

D р _р ^{малого. кільця} = D р _р ^{осн. кільця} - S (Rl + z) _{загальних ділянок,} Па

де S (Rl + z) _{загальних ділянок} - втрати тиску в загальних ділянках системи (ділянки 10-14) = 402 + 464,1 + 37,8 + 464,1 + 402 = 1769,9 Па

D р _р ^{малого. кільця} = 13313-1769,9 = 11543,1 Па

Ув'язка малого циркуляційного кільця 2:

Невязка,%, дорівнює:

- значення перевищує 15%

Так як неможливо пов'язати мале циркуляційний кільце 2 за рахунок зміни діаметрів трубопроводів, необхідно встановити діафрагму, для цього необхідно прорахувати діаметр діафрагми за формулою:

де 315 кг / год - витрата води на ділянці 44

DР _д = 10373-1769,9-5231,6 = 3372

необхідні для ув'язки втрати тиску в діафрагмі, Па.

Наявні тиску для малого циркуляційного кільця 3 визначиться за формулою:

D р _р ^{малого. кільця} = D р _р ^{осн. кільця} - S (Rl + z) _{загальних ділянок,} Па

де S (Rl + z) _{загальних ділянок} - втрати тиску в загальних ділянках системи (ділянки 11-13) = 464,1 + 37,8 + 464,1 = 966Па

D р _р ^{малого. кільця} = 13313-966 = 12347 Па

Ув'язка малого циркуляційного кільця 3:

Невязка,%, дорівнює:

- значення перевищує 15%

Так як неможливо пов'язати мале циркуляційний кільце 2 за рахунок зміни діаметрів трубопроводів, необхідно встановити діафрагму, для цього необхідно прорахувати діаметр діафрагми за формулою:

де 390 кг / год - витрата води на ділянці 68

DР _д = 10373-966-6467 = 2940 необхідні для ув'язки втрати тиску в діафрагмі, Па.

Таблиця 1 - Гідравлічний розрахунок

Таблиця 2 - Таблиця КМС

ділянки	Кількість, n	значення,
1	Вхід і вихід через ОП кран КДР відведення трійник прохідний	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
2	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
3	трійник прохідний	1	1
4	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
5	трійник прохідний	1	1
6	трійник прохідний	1	1
7	трійник прохідний	1	1
8	трійник прохідний Відведення на 90˚ Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1 1 1	1 1,5 1,5 10 14
9	Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1	1,5 10 11,5
10	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
11	Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1	1,5 9 10,5
12	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
13	Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1	1,5 9 10,5
14	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
15	Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1	1,5 10 11,5
16	трійник прохідний Відведення на 90˚ Трійник поворотний на відгалуження вентиль звичайний	1 1 1 1	1 1,5 1,5 10 14
17	трійник прохідний	1	1
18	трійник прохідний	1	1
19	трійник прохідний	1	1
20	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
21	трійник прохідний	1	1
22	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
23	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
24	Вхід і вихід через ОП кран КДР відведення трійник прохідний	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
25	трійник прохідний	1	1
26	трійник прохідний	1	1
27	відведення Трійник поворотний на відгалуження	1 1	1,5 1,5 3
28	відведення Трійник поворотний на відгалуження	1 1	1,5 1,5 3
29	трійник прохідний	1	1
30	трійник прохідний	1	1
31	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
32	Вхід і вихід через ОП кран КДР відведення трійник прохідний	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
33	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
34	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
35	трійник прохідний	1	1
36	трійник прохідний	1	1
37	трійник прохідний	1	1
38	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
39	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
40	трійник прохідний	1	1
41	трійник прохідний	1	1
42	трійник прохідний	1	1
43	трійник прохідний	1	1
44	відведення Трійник поворотний на відгалуження	1 1	1,5 1,5 3
45	відведення Трійник поворотний на відгалуження	1 1	1,5 1,5 3
46	трійник прохідний	1	1
47	трійник прохідний	1	1
48	трійник прохідний	1	1
49	трійник прохідний	1	1
50	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
51	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
52	трійник прохідний	1	1
53	трійник прохідний	1	1
54	трійник прохідний	1	1
55	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
56	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
57	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
58	Вхід і вихід через ОП кран КДР відведення трійник прохідний	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
59	трійник прохідний	1	1
60	трійник прохідний	1	1
61	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 3	1 1,5 5,5
62	трійник прохідний	1	1
63	трійник прохідний	1	1
64	трійник прохідний	1	1
65	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
66	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
67	трійник прохідний	1	1
68	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
69	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
70	трійник прохідний	1	1
71	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
72	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
73	трійник прохідний	1	1
74	трійник прохідний	1	1
75	трійник прохідний	1	1
76	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 3	1 1,5 5,5
77	трійник прохідний	1	1
78	трійник прохідний	1	1
79	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4
80	Вхід і вихід через ОП кран КДР відведення трійник прохідний	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
81	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
82	Трійник поворотний на відгалуження	1	1,5
83	трійник прохідний Відведення на 90˚	1 2	1 1,5 4

Мета теплотехнічного розрахунку: визначення площі нагрівальної поверхні опалювальних приладів, достатньої для подачі в приміщення необхідної кількості тепла при розрахункових умовах .

Вихідні дані для розрахунку:

· - теплові втрати приміщення;

· Параметри теплоносія;

· Тип опалювального приладу

· Місце і спосіб установки опалювального приладу.

Середня температура в опалювальному приладі, приєднаному до стояка двотрубної системи опалення, визначається за формулою:

t _пор. = 0,5 * (t _Г + t _О)

t _Г, t _О - температури гарячої та холодної води, ⁰ С;

t _в - температура внутрішнього повітря, ⁰ С.

Розрахункова площа теплового потоку опалювального приладу q _пр., Вт / м ^2, визначається за формулою:

де Dt _ср = t _ср -t _в - різниця між середньою температурою води в приладі і температурою повітря в приміщенні, ⁰ С;

n, р, з _ін - експериментальні числові показники / 2, табл.9.2 /;

q _{ном. -} номінальний тепловий потік приладу.

Тепловіддача відкрито прокладених теплопроводів визначається за формулою:

Q _тр. = q _в * l _в + q _г * l _г

де q _в, q _{г -} тепловіддача 1 м вертикальних і горизонтальних труб, Вт / м / 2, табл. II.22 /; l _в, l _г - довжина вертикальних і горизонтальних труб, м.

Розрахункова площа опалювального приладу, м ^2, визначається за формулою:

Q _{п -} теплове навантаження приладу, Вт;

0,9 - поправочний коефіцієнт, що враховує частку тепловіддачі відкрито прокладених теплопроводів.

Число секцій в чавунному радіаторі визначається за формулою:

;

де f ₁ = 0,244 - площа однієї секції, м ^2; b ₄ - поправочний коефіцієнт, що враховує спосіб установки радіатора в приміщенні / 2, табл.9.12 /; b ₃ - поправочний коефіцієнт, що враховує число секцій в одному радіаторі, визначається за формулою:

Якщо розрахункова кількість секцій N _р виходить не цілим, то до установки приймається найближче більше число секцій N _вуст.

Приклад розрахунку 1 приладу:

При розрахунку опалювальних приладів тепловіддача від труб, прокладених в підпільному каналі не враховувалася.

t _пор. = 0,5 * (95 + 70) = 82,5 ⁰ С

Dt _ср = 82,5-20 = 62,5 ⁰ С

кг / год

q _ном. = Q _ном / f ₁ = 185 / 0,244 = 758,2Вт / м

Q _ном - номінальний тепловий потік / 2, дод. Х, табл. Х.1 /.

Вт / м ²

n = 0,3

р = 0.02

з _пр = 1.039

q _в = 65 Вт / м

q _г = 84 Вт / м

l _в = 1,2 м

l _г = 0,8 м

Q _тр. = 65 * 1,2 + 84 * 0,8 = 145 Вт

м ²

b ₄ = 1 - для відкритої установки приладу.

N _вуст = 3 секції чавунного радіатора.

Розрахунок зводиться в таблицю 3.

Таблиця 3 - Розрахунок поверхні нагрівання опалювальних приладів

Коефіцієнт змішування елеватора визначають за формулою:

де Т ₁ - температура води, що надходить із зовнішнього подає теплопроводу в елеватор, ⁰ С.

Діаметр горловини водострумного елеватора d _г, см, визначається за формулою:

Діаметр сопла елеватора визначається з точністю до 0,1 мм з округленням в меншу сторону за формулою:

По знайденому значенню d _г підбираємо сталевий елеватор №1 ОТІ Мосенерго.

1. СНиП 41.01-2003 Опалення, вентиляція і кондиціонування / Держбуд Росії. - М .: Держбуд Росії, 2003. - 39с.

2. Внутрішні санітарно-технічні пристрої. У 3-х частинах: Ч.1. Опалення / В.Н. Богословський, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканаві і ін .; Під ред. І.Г. Староверова і Ю.І. Шиллера. - 4-е перераб. і доп. изд. - М .: Стройиздат, 1990. - 344 с.