УМК__Инженерные сети-2009г_ОТОПЛ и ВЕНТ
.pdf
а) |
б) |
Рис. 3.2. Расчетная схема вертикального однотрубного стояка при верхней разводке
срабочими замыкающими участками (а) и проточного регулируемого (б)
–для системы однотрубной с нижней разводкой:
ре.пр = h1g (ρсм1(о) − ρсм1(п) ) +
(3.15)
+h2 g (ρсм2(о) − ρсм2(п) ) + ... + hпg (ρo − ρг ),
где h1, h2 – вертикальные расстояния для систем отопления с рабочими
осевыми и смещенными замыкающими участками от низа приборов одно- го этажа до низа приборов следующего этажа (рис. 3.3, а), для систем ото- пления проточных от центра приборов одного этажа до центра приборов следующего этажа, м (рис. 3.3, б);
hп – вертикальное расстояние от середины водонагревателя (элева-
тора) до низа или центра (для проточных систем) прибора нижнего этажа,
м (рис. 3.3 а, б);
ρсм1(п),ρсм2(п),... – плотность смеси воды на соответствующем участке
подъемной части стояка, кг/м3 (рис. 3.3 а, б); ρсм1(о),ρсм2(о),... – плотность смеси воды на соответствующем участке
опускной части стояка, кг/м3 (рис. 3.3 а, б);
– для системы однотрубной горизонтальной по формуле (3.13), при- чем величина hi , м, принимается в соответствии с рис. 3.4 в зависимости от типа приборного узла (схемы соединения нагревательных приборов);
181
а) |
б) |
Рис. 3.3. Расчетная схема стояка вертикального однотрубного при нижней разводке
срабочими замыкающими участками (а) и проточного регулируемого (б)
–для системы однотрубной с «опрокинутой» циркуляцией
ре.пр = h1g (ρо − ρсм1 ) + h2 g (ρо − ρсм2 ) + ... + hпg (ρo − ρг ) |
(3.16) |
где h1, h2 – вертикальные расстояния для систем отопления проточных от цен- тра прибороводного этажа до центра приборов следующего этажа, м (рис. 3.5);
Рис. 3.4. Расчетная схема горизонтальной |
Рис. 3.5. Расчетная схема верти- |
однотрубной системы отопления: а – с замыкаю- |
кального однотрубного проточно- |
щими участками; б – проточная регулируемая; |
го регулируемого стояка при |
в – с редукционной вставкой |
«опрокинутой» циркуляции |
182
hп – вертикальное расстояние от середины водонагревателя (элеватора) до центра (для проточных систем) прибора нижнего этажа, м (рис. 3.5).
Для определения плотности воды необходимо знать ее температуру на участках стояка после смешивания потоков. Температура воды после отопительного прибора определяется по формуле
|
|
t |
|
= t |
|
- |
0,86 ×Qпр(i+1) |
, |
(3.17) |
|||
|
|
|
i |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
i+1 |
|
|
|
|
Gст |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
ti – температура воды на предыдущем участке, ºС; |
|
||||||||||
|
Qпр(i+1) – тепловая нагрузка отопительного прибора, присоединенно- |
|||||||||||
го до расчетного участка (i + 1), Вт; |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Gст – |
расход воды через отопительный стояк, кг/ч, определяемый по |
||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
= |
0,86 ×Qст |
; |
|
(3.18) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
ст |
|
|
tг |
- tо |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
Qст – |
тепловая нагрузка стояка, Вт. |
|
|
||||||||
|
Плотность воды в зависимости от ее температуры определяется по |
|||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r =1000,3 - 0,06 ×t - 0,0036 ×t2 , |
(3.19) |
|||||||||
где |
t – температура воды, ºС. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Гидравлический расчет |
|
системы |
отопления выполняется |
методом |
|||||||
удельных потерь давления. При расчете по данному методу вначале опре- деляют ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам Rср , Па/м, по формуле
|
= |
0,9 × Dр |
р |
× К |
|
Rср |
|
|
|
(3.20) |
|
∑l |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
где К – доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с ес- тественной циркуляцией равной 0,5; для систем с искусственной циркуля- цией равной 0,65;
∑l – сумма длин участков расчетного кольца, м.
По полученному значению Rср по таблице [24, прил. 6] или прил. В
принимаются диаметры участков d , мм, и по значению расходов воды оп- ределяются действительные скорости движения воды υ, м/с, и удельные потери давления на трение R , Па/м. Эти данные заносятся в табл. 3.4. Диа-
183
метры участков необходимо подбирать так, чтобы скорости движения воды возрастали по мере увеличения тепловых нагрузок без резких скачков.
Расход воды на участке Gуч , кг/ч, определяется по формуле
|
|
Gуч = |
0,86 ×Qуч |
, |
(3.21) |
|
|
|
tг - tо |
||||
|
|
|
|
|
||
где |
Qуч – |
тепловая нагрузка участка, Вт; |
|
|
||
|
tг, tо |
– температура горячей и обратной воды, ° С. |
|
|||
|
Потери давления на трение на участке определяются путем умноже- |
|||||
ния удельной потери давления на трение R на длину участка l . |
|
|||||
|
Потери давления в местных сопротивлениях Z , Па, определяются по |
|||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z = ∑x × |
r × u2 |
, |
(3.22) |
|
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
где |
∑ξ – |
сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, оп- |
||||
ределяемая в зависимости от видов местных сопротивлений по таблице [24, прил. 5] или по прил. Г.
Суммируя потери давления на трение и в местных сопротивлениях, определяются потери давления на участке, а затем, суммируя потери дав- ления на расчетных участках, получают потери давления в кольце, которые
должны быть в пределах 90 % располагаемого давления: |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Dрр - ∑( Rli + Zi ) |
×100% £10% . |
|
|
|
(3.23) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Dрр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если данное равенство не выполняется, необходимо изменить диа- |
|||||||||||||||
метры отдельных участков. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Результаты гидравлического расчета сводятся в табл. 3.4. |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.4 |
|
|
|
|
|
Гидравлический расчет трубопроводов |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Номеручастка |
Тепловаянагрузка участкаQ |
водыРасходна участ- Gке |
участкаДлина l, м |
Диаметртрубопро- водаd, мм |
Скоростьдвижения |
водыυ, м/с |
давленияПотери на |
натрение1 м длины ,RПа/м |
давленияПотери на натрениеучастке R·l, Па |
коэффициентовСумма местныхсопротивле- нанийучастке Σξ |
|
давленияПотери в ме- сопротивленияхстных |
Z, Па |
потерьСуммадавле- нанияучастке R·l |
||
|
, Вт |
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Па |
|
уч |
/ , кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
уч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
|
11 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
184
3.7. Расчет отопительных приборов
Наиболее распространенными отопительными приборами, устанав- ливаемыми в жилых зданиях, являются чугунные и стальные радиаторы и конвекторы.
Необходимая теплопередача отопительного прибора в рассматри- ваемое помещение определяется по формуле
Qпр = Qп - 0,9 ×Qтр , |
(3.24) |
где Qп – теплонедостатки в помещении, Вт (табл. 3.1, 3.2);
Qтр – теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения
труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор, Вт, определяемая по формуле
|
Qтр = qвlв + qгlг , |
(3.25) |
qв, qг – |
теплоотдача 1 м вертикально и горизонтально проложенных |
|
труб, Вт/м, принимаемые равными qв = 90 Вт/м; qг |
= 110 Вт/м; |
|
lв, lг – |
длина вертикальных и горизонтальных трубопроводов, про- |
|
ложенных в помещении, м.
Количество секций отопительного прибора определяется по формуле
N = |
Qnp ×b4 |
, |
(3.26) |
|
|
||||
|
q |
×b |
|
|
|
np |
3 |
|
|
где Qпр – теплопередача отопительного прибора, Вт;
β4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке β4 = 1 [16];
β3 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, принимаемый при числе секций до 15 шт. β3 = 1; при числе сек-
ций от 16 до 20 – β3 = 0,98; при числе секций от 21 до 25 – |
β3 = 0,96 [16]; |
|
qnp – расчетная плотность теплового потока, Вт, |
определяемая для |
|
одной секции чугунного радиатора по формуле |
|
|
qnp = qном ×(Dtср / 70)1,3 |
; |
(3.27) |
qном – номинальная плотность теплового потока секции чугунного радиатора, Вт, принимаемая для чугунных радиаторов 2К-60П-500 равной qном = 125 Вт, для 2К-60П-300 – qном = 81 Вт;
185
tср |
– температурный напор, ºС, определяемый по формуле |
|
|
|
|
tср = tcp − tв ; |
(3.28) |
tв |
– |
температура воздуха в помещении, ºС; |
|
tср |
– |
средняя температура воды в приборе, ºС, определяемая: |
|
– для двухтрубной системы:
|
|
|
tср = 0,5 ×(tг + tо ) , |
|
(3.29) |
|||
где |
tг, tо – температура соответственно горячей и обратной воды, ºС; |
|||||||
|
– для однотрубной системы: |
|
|
|
|
|||
|
t |
|
= t |
|
- |
1,8 ×Qпр ×b1 ×b2 |
, |
(3.30) |
|
ср |
вх |
с×Gст |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
tвх – температура воды, |
ºС, входящей в прибор, |
определяемая по |
|||||
формуле (3.17); |
|
|
|
|
|
|
|
|
β1 – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь приборов (сверх расчетной), для радиаторов
β1 = 1,03÷1,06;
β2 – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные тепло- потери вследствие размещения отопительных приборов у наружных огражде- ний, при установке у наружной стены секционного радиатора β2 = 1,02 [16];
с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг·ºС);
Gст – расход воды на стояке, определяемый по формуле (3.18). Расчет отопительных приборов производится для расчетного стояка,
и результаты расчета сводятся в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Расчет отопительных приборов
Номер |
Теплонедо |
Теплоот- |
Темпера- |
Расчетная |
Расчетное |
Принятое |
|
статки в |
турный |
плотность теп- |
|||||
поме- |
помеще- |
дача труб |
напор |
лового потока |
число |
число |
|
щения |
Qтр, Вт |
секций N |
секций |
||||
нии Qn, Вт |
tср, ºС |
qпр, Вт |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
186
4.ВЕНТИЛЯЦИЯ ЗДАНИЯ
4.1.Определение воздухообменов в помещениях
Устройство систем вентиляции в жилых зданиях необходимо для возможности удаления избытков теплоты, влаги и вредных газов, выде- ляемых в помещение. Для кухонь, ванных комнат и санузлов количество вентиляционного воздуха L , м3/ч, принимается по таблице В.1 [8, прил. В].
Количество вентиляционного воздуха для квартир, не связанных ко- ридором с кухней или санузлом, определяется по формуле
|
L = 3 × Fпл , |
(4.1) |
где 3 – |
удельный расход воздуха на 1 м2 площади пола, м3/(ч·м2); |
|
F |
– площадь пола, м2. |
|
пл |
|
|
4.2.Выбор систем вентиляции и их конструирование
Вжилых зданиях устраивают естественную вентиляцию: организо- ванную вытяжку в каждой квартире из кухонь, ванных комнат, туалетов и санузлов и неорганизованный приток в каждое помещение через окна, форточки, балконные двери, щели в оконных переплетах.
При наличии жилых помещений, не сообщающихся через коридор с кухнями или санузлами, естественную вытяжку делают непосредственно из таких помещений.
Вкирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаются кратными размерам кирпича (140×140 мм, 140×270 мм). В панельных зда- ниях для вентиляции устраивают вентблоки. Минимальный диаметр кана- ла вентблока 150 мм.
Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагают на расстоянии 0,5-0,7 м от потолка. Вытяжные отверстия закрываются решетками с под- вижными и неподвижными жалюзями.
Протяженность сборных каналов на чердаках от места присоедине- ния вертикального вытяжного канала до выбросной шахты не должна пре- вышать 8 м. Ближайшими по ходу воздуха к вытяжной шахте должны быть вытяжные каналы верхних этажей.
187
Минимальная высота выброса воздуха над кровлей должна состав- лять: при скатных кровлях – 0,7 м, но не более чем на 0,5 м выше конька; при плоских кровлях – 0,5 м.
4.3. Аэродинамический расчет систем вентиляции
Перед выполнением аэродинамического расчета вычерчивается схе- ма системы вентиляции в аксонометрической проекции. Схема разбивается на участки, начиная от канала верхнего этажа до выхода воздуха из вы- тяжной шахты (для системы вентиляции со сборным коробом). Для систе- мы вентиляции с выпуском воздуха через каналы непосредственно в атмо- сферу каждый канал рассматривается как отдельный участок.
При расчете каналов выполняется ориентировочный подбор сечений по формуле
|
|
|
fкор = |
L |
|
||
|
|
|
|
|
, |
(4.2) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
3600 |
× uдоп |
|
|
где |
L – |
расход воздуха, удаляемого через канал, м3/ч; |
|||||
|
υдоп – допустимая скорость воздуха в канале, м/с, для систем естест- |
||||||
венной вентиляции рекомендуется принимать в следующих пределах: |
|||||||
|
– |
вытяжные решетки |
|
υдоп = 0,5 ÷ 1,0 |
м/с; |
||
|
– |
вертикальные каналы |
|
υдоп = 0,5 ÷ 1,0 |
м/с; |
||
|
– |
вытяжные шахты |
|
υдоп = 1,0 ÷ 1,5 |
м/с. |
||
|
По рассчитанному ориентировочному сечению подбирается канал |
||||||
стандартных размеров. |
|
|
|
|
|||
|
Потери давления на участке вентиляционной сети определяются по |
||||||
формуле |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Dр = R ×l ×b + Z , |
(4.3) |
|||
где |
R – |
потери давления на 1 м длины круглого воздуховода, Па/м, при- |
|||||
нимается по [24, рис. 14.9] или по прил. Д; |
|
||||||
|
l |
– |
длина участка, м; |
|
|
|
|
|
b – |
поправочный коэффициент на шероховатость стенок канала, при- |
|||||
нимаемый для кирпичных каналов равным 1,3; для каналов вентблоков 1,5;
188
Z – потери давления в местных сопротивлениях, определяемые как
Z = ∑x × рд , |
(4.4) |
где ∑x – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, оп- ределяемая в зависимости от видов местных сопротивлений по таблице [24, прил. 9] или по прил. Г;
рд – |
динамическое давление на участке, Па, |
принимается по [24, |
|||
рис. 14.9] или по прил. Д. |
|
||||
Расчетное располагаемое давление, Па, в системе естественной вен- |
|||||
тиляции определяется по формуле |
|
||||
|
|
|
Dре = g × h ×(rн - rв ) , |
(4.5) |
|
где h – |
|
вертикальное расстояние от центра вытяжной решетки до устья |
|||
вытяжной шахты, м; |
|
||||
rн |
|
– плотность наружного воздуха при |
температуре +5 ºС, |
||
rн = 1,27 кг/м3; |
|
||||
rв |
– |
плотность внутреннего воздуха, кг/м3, определяемая для темпе- |
|||
ратуры t |
по формуле |
|
|||
|
|
|
ρв = 353 / (273 + t). |
(4.6) |
|
Для нормальной работы системы вентиляции необходимо, чтобы |
|||||
выполнялось условие |
|
||||
|
|
|
Dр - ∑( Rlb + Z ) |
×100% £10% . |
(4.7) |
|
|
|
|
||
|
|
|
Dр |
|
|
Для системы со сборным коробом потери давления в вентиляцион- ной сети ∑( Rlb + Z ) складываются из потерь давления на каждом участке.
Для системы с удалением воздуха через каналы непосредственно в атмосферу условие (4.7) проверяется для каналов с каждого этажа. При этом располагаемое циркуляционное давление рe также рассчитывается для канала каждого этажа. Если условие (4.7) не выполняется, необходимо изменить площади сечения каналов. Результаты аэродинамического расче- та системы вентиляции заносятся в табл. 4.1.
Число жалюзийных решеток принимается равным числу каналов в помещении. Площадь живого сечения решеток определяется по форму- ле (4.2) и по табл. 4.2 выбирается тип и размеры решеток.
189
Таблица 4.1
Аэродинамический расчет системы вентиляции
участкаНомер |
навоздухаРасходучастке L, м3 |
участкаДлинаl, м |
каналаРазмерыа×b , м |
Эквивалентныйдиаметр d |
скоростьДействительнаявоздуха каналевυ, м/с |
1каналамнаПотериR, Па/м |
Поправочныйкоэффициент шероховатостьна β |
давленияПотериот трения участкенаR·l·β, Па |
Динамическоедавление участкенар |
коэффициентовСумма сопротивленийместных Σξ |
давленияПотери сопротивленияхместныхв Z, Па |
потериОбщиедавления R·l(участкена·β + Z), Па |
|
/ ч |
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Таблица 4.2
Технические данные решеток
|
Габаритные |
Площадь |
|
Габаритные |
Площадь |
Обозначение |
живого сече- |
Обозначение |
живого сече- |
||
|
размеры |
ния fреш, м2 |
|
размеры |
ния fреш, м2 |
|
|
|
|
||
РР-1 |
100×200 |
0,016 |
РР-3 |
200×200 |
0,032 |
РР-2 |
100×400 |
0,032 |
РР-4 |
200×400 |
0,064 |
190