Монтирование вентиляции Содержание 1) Исходные данные…………………………………………………………………………………………….…… 2 2) Отопление………………………………………………………………………………………………………..……. 2 2.1) Теплотехнический расчет наружных ограждений………………………………………..……. 2 2.2) Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания……………..4 2.3) Выбор и расчет отопительных приборов…………………………………………..……………….. 5 3) Вентиляция…………………………………………………………………………………………..…………………. 7 3.1) Выбор системы вентиляции……………………………………………………………………..…………. 7 3.2) Определение воздухообменов………………………………………………………….……………….. 7 3.3) Аэродинамический расчет каналов……………………………………………………….…………… 8 4) Используемая литература……………………………………………………………………….…………….. 10 Исходные данные Место строительства: г. Воркута Обеспеченность: 0,92 Температура наружного воздуха, температура наиболее холодной пятидневки: tн = - 41 Продолжительность отопительного периода: Z = 306 сут. Температура внутреннего воздуха: tв = 20 . Средняя температура суток: t = - 9,1 . Коэффициент теплоотдачи стены: αв = 8,7 Вт/(м2 х ), αн = 23 Вт/(м2 х ) Нормированный температурный перепад : Δtн = 4,0 2. Отопление 2.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений Расчет сопротивления теплопередаче, коэффициент теплопередаче, подбор материала утеплителя, расчет толщины утеплителя и толщины стены: Слой 1- внутренняя штукатурка, толщина слоя (0,01 м) Слой 2 - кирпич силикатный, толщина слоя (0,12 м) Слой 3 – утеплитель Слой 4 - кирпич глиняный, толщина слоя (0,25 м) Слой 5 - наружная штукатурка, толщина слоя (0,01м) Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены, исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле: Требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из условий энергосбережения: стены окна стены Общее сопротивление теплопередаче ограждения: = 4,52 Термическое сопротивление утеплителя: Утеплитель – экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс», = 0.029 Необходимая толщина слоя утеплителя: = 12 см (кратное 2см) Толщина стены = 51 см Фактическое термическое сопротивление наружной стены: Определяем коэффициент теплопередачи: 2.2 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции Потери теплоты через наружные ограждения: Qогр = K × F( tв - tн ) × n(1+Σβ),Вт K - коэф. теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/м2 С F - расчетная площадь ограждающей конструкции. Σβ – сумма добавочных потерь теплоты. Спальня: 1. Qогр = 0,21×13,38×64×1×1.3 = 233,8 Вт 2. Qогр = 0,21×9,43×64×1×1,35 = 171,1 Вт 3. Qогр = 1.39×2,15×64×1×1,3 = 248,6 Вт 4. Qогр = 0,9×9,75×5×0,9×1 = 39,5 Вт 5,6. Qогр = 0,17×12,51×64×0,6×1,05 = 85,75 Вт Зал: 1. Qогр = 0,21×8,22×64×1×1,35 = 143,6 Вт 2. Qогр = 1.39×2,58×64×1×1,3 = 298,37 Вт 3. Qогр = 0,21×4,8×64×1×1,3 = 83,87 Вт 4. Qогр = 0,9×10,2×5×0,9×1 = 41,31 Вт 5,6. Qогр = 0,17×18,53×64×0,6×1,05 = 127 Вт Кухня: 1. Qогр = 0,21×10,6×59×1×1,35 = 177,3 Вт 2. Qогр = 1.39×2,15×59×1×1,3 = 229,2 Вт 3. Qогр = 0,21×9×59×1×1,35 = 150,54 Вт 5,6. Qогр = 0,17×8,76×59×0,6×1,05 = 53,55 Вт Ванна: 1.Qогр = 0,9×7,68×7×0,9×1 = 43,55 Вт 2.Qогр = 0,9×4,35×7×0.9×1 = 24,66 Вт 3.Qогр = 0,9×4,35×7×0,9×1 = 24,66 Вт 4.Qогр = 0,21×7,68×66×1×1,25= 133,06 Вт 5,6. Qогр = 0,17×3,71×66×0,6×1,05 = 26,22 Вт Коридор 1. Qогр = 0,21×6,15×59×1×1,35 = 102,87 Вт 2. Qогр = 0,21×6,15×59×1×1,3 = 99,06 Вт 3. Qогр = 0,21×33,6×59×1×1,25 = 520,38 Вт 4,5. Qогр = 0,17×17,7×59×0,6×1,05 = 111,84 Вт 2.3 Выбор и расчет отопительных приборов В жилых зданиях в качестве отопительных приборов рекомендуется применять радиаторы и конвекторы, отопительные приборы рекомендуется устанавливать у наружных стен, преимущественно под окнами. Применим чугунные секционные радиаторы отопления ЧМ3-500, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 8690-94. Поверхность нагрева приборов определим по формуле: Fпр = х β1 х β2 qпр - расчетная плотность теплового потока, Вт/м2 β1 - 1,02 β2 - 1,02 qпр = qном × ( х ( )m ×С × b × p; qном - номинальная плотность теплового потока, qном = = 637,4 Вт/м2 n, m - эмпирические показатели: n = 0,33 m = 0,05 с = 1 b, p – безразмерный поправочный коэффициенты, b = 1 p = 1 = - tв 101, 102: Δtср = - 23 = 59,5 103, 104, 105 : Δtср = - 18 = 64,5 Gпр - расход воды в приборе, кг/ч Gпр = , c = 4.187 кДж/кг × , = 95 , = 70 101. Gпр = = = 58,64 кг/ч 102. Gпр = = = 71,07 кг/ч 103. Gпр = = = 41,28 кг/ч 104. Gпр = = = 7,67 кг/ч 105. Gпр = = = 23,39 кг/ч Число выбранных секций: N = β3 -поправочный коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе, = 1 спальная: qпр = 637,4 × ( × ( )0,05 × 1 × 1× 1 = 468,96 Вт/м2 Fпр = × 1,02 × 1,02 = 3.783 м2 N = = 16; зал: qпр = 637,4 × ( × ( )0,05 × 1 × 1 × 1 = 473,79 Вт/м2 Fпр = × 1,02 × 1,02 = 4,362 м2 N = = 18; кухня: qпр = 637,4 × ( × ( )0,05 × 1 × 1 × 1 = 513 Вт/м2 Fпр = × 1,02 × 1,02 = 2,434 м2 N = = 10; уборная: qпр = 637,4 × ( × ( )0,05 × 1 × 1 × 1 = 471,66 Вт/м2 Fпр = × 1,02 × 1,02 = 0.492 м2 N = = 2; коридор: qпр = 637,4 × ( × ( )0,05 × 1 × 1 × 1 = 497,55 Вт/м2 Fпр = × 1,02 × 1,02 = 1,422 м2 N = = 6; Таблица для расчета отопительных приборов № Qпр, Вт Gпр, кг/ч tср , °С qпр, Вт/м2 Fпр, м2 β3 fc, м2 N, шт Приборы 101 1705,2 58,64 59,5 468,96 3.783 1 0,246 16 2 102 2066,5 71,07 59,5 473,79 4,362 1 0,246 18 2 103 1200,3 41,28 64,5 513 2,434 1 0,246 10 1 104 222,9 7,67 64.5 471,66 0.492 1 0.246 2 1 105 680,2 22,39 64.5 497,55 1,422 1 0.246 6 1 Подбор котла Qкв = 5875,1 Вт 5875,1 Вт ×1,15 7 кВт Котёл Logano G 334 X BU 8197200 (9 кВт) 3. Вентиляция: 3.1 Выбор системы вентиляции: В жилых зданиях обычно устраивают естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Вытяжная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных каналов с отверстиями, закрытыми решётками, сборных горизонтальных воздуховодов, и вытяжной шахты. Вытяжные системы устраивают в помещениях кухонь, санитарных узлов и ванных комнатах, которые должны быть рассчитаны на удаление воздуха и из жилых комнат. 3.2 Определение воздухообменов Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяется по кратности воздухообмена: L = V × Kp , м3 /ч L - объём удаляемого воздуха, м3 /ч; Kр - кратность воздухообмена; V- объём помещения, м3 Объемы удаляемого воздуха: L = 50 м3 /ч – в уборной L = 26,3 + 100 = 126,3 м3 /ч – на кухне L = 126,3 + 50 = 176,3 м3 /ч – на кухне Зная объём удаляемого воздуха L, определим сечение каналов: F = × ν, м2 ν -нормируемая скорость движения воздуха по каналам, 0,5 – 1 м/с; в шахте 1-1,5 м/с F = = 0,047 м2 – на кухне F = = 0,039 м2 - шахта F = = 0,019 м2 – в туалете Выберем размеры каналов из кирпича по площади живого сечения из приложения: Fф = 0,073 м2 , a x b = 270 х 270 – на кухне Fф = 0,02 м2 , a x b = 140 х 140 - в уборной, Fф = 0,038 м2 , a x b = 140 х 270 - в шахте, Определим фактическую скорость потока: vф = = = 0.48 м/с vф = = = 0.69 м/с vф = = = 1,29 м/с Таблица определения воздухообмена № Помещение Размеры, м V,помещ. м3 Норм.возд, м3 Кратность V удал. м3 Размер каналов Число каналов 201 Спальная 3,25*3,85*3 37,5 1 37,5 202 Зал 3,4*5,45*3 55,6 1 55,6 203 Кухня 3,65*2,4*3 26,3 100 126,3 270х270 1 204 Уборная 2,56*1,4*3 11,1 50 50 140х140 1 205 Коридор 17,7*3 53,1 1 53,1 3.3 Аэродинамический расчет каналов Цель расчета – определение размеров вытяжного канала для удаления нормируемого объема воздуха при расчетных условиях. ΔРе = h × (pн - pв ) × g, pн – плотность наружного воздуха при температуре +5 равна, 1,27 кг/м3 . pв – плотность внутреннего воздуха, кг/м3 . pв = при 20 pв = 1,21 кг/м 3 h – высота от оси жалюзийной решетки до верха вытяжной шахты, м. ΔРе = h × (pн -pв ) × g= 5,55 × (1,27-1,21) × 9,81= 3,27 Па – расчётное h = 0.4 + 0.15 + 5 = 5,55 м (кварт + перекр + этаж + шахта) Определим эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: d э dэ = = 0,14 м – для 1-го участка dэ = = 0,184 м – для 2-го участка dэ = = 0,27 м – для 3-го участка Найдем фактическую скорость: v = v = = = 0,69 м/с – для 1-го участка v = = 1,29 м/с – для 2-го участка v = = = 0,48 м/с – для 3-го участка Потери давления на трение R определяются по номограмме. Значения занесены в таблицу . 1. R х L x β = 0.08 × 1,3 × (1.25 + 29*0.00375) = 0.141 Па 2. R х L x β = 0,14 × 5 × 1,5 = 1,05 Па 3. R х L x β = 0,018 × 2,95× (1.25 + 8*0.00375) = 0,068 Па Рассчитаем потери давления в местных сопротивлениях: Z = Σξ × 1. Σξ = 2 + 1.2 -0,35 = 2,85 (решётка, колено квадр, ответвление) Па 2. Σξ = 0,64 (диффузор) Па 3. Σξ = 2 + 1.2 + 0.14 = 3.34 (решётка, колено квадратное, проход) = 0,139 Па Z = 2,85 x 0,288 = 0,821 Па – для первого участка Rхlxβ+Z = 0,141 + 0,821 = 0,962 Па Z = 0,64 x 1,02 = 0,653 Па – для второго участка Rхlxβ+Z = 1,05 + 0,653 = 1,703 Па Z = 3,34 x 0,139 = 0,464 Па – для третьего участка Rхlxβ+Z = 0,068 + 0,464 = 0,532 Па Сравним потери давления на трение, в местных сопротивлениях с располагаемым давлением: (∆P1 + ∆P2 ) > (∆P3 + ∆P2 ), (2,665 Па) (2,235 Па) (∆P1 + ∆P2 ) x a ≤ ∆Pе расч (2,665) x 1,15 ≤ 3,27 Па 3,07 Па ≤ 3,27 Па Условие выполняется, следовательно, сечения каналов подходят. Таблица аэродинамического расчета каналов № L,м3 /ч H,м а×b,мм dэ ,м F,м2 V,м/с R,Па/м Rхlxβ,Па pν,Па Σ ξ Z,Па Rхlxβ+Z,Па 1 50 1,3 140х140 140 0,02 0,69 0,08 0,141 0,288 2,85 0,821 0,962 2 176,3 5 140х270 184 0,038 1,29 0,14 1,05 1,02 0,64 0,653 1,703 3 126,3 2,95 270х270 270 0,073 0,48 0,018 0,068 0,139 3,34 0,464 0,532 Аксонометрическая схема системы 1. L = 50 м3 , v = 0.69 м/с, l = 1,3 м, F = 0.02 м2 (ответвление) 2. L = 176,3 м3 , v = 1,29 м/с, l = 5 м, F = 0.038 м2 (слияние) 3. L = 126,3 м3 , v = 0.48 м/с, l = 2,95 м, F = 0.073 м2 (проход) Литература: Методические указания «Отопление и вентиляция жилого дома», Казань, 2008г Тихомиров К. В., Сергеенко Э. С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция.- М.: Стройиздат, 1991. Таблица расчетов теплопотерь помещений Номер помещения Наименование помещения и его температура Характеристика ограждения Коэф. Теплопередачи, К Разность температур, Коэфициент n Дополнит. теплопотери 1+ сумма Теплопотери ограждения, Вт Потери теплоты помещения, Вт Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт Бытовые тепловыделения, Вт Полные теплопотери, Вт Наименование ограждения Ориентация Размеры, А*В, м2 Площадь F, м2 Добавка на ориентацию На открывание наружных дверей 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 101 Спальная угловая t=23 НС З 4,46*3 13,38 0,21 64 1 0,05 0,25 1,3 233,8 864,5 187,65 1546,6 НС С 3,86*3 - Fo 9,43 0,21 64 1 0,1 0,25 1,35 171,1 О С 1,47*1,46 2,15 1,39 64 1 0,1 0,2 1,3 248,6 Пер 3,25*3 9,75 0,9 5 0,9 0 0 1 39,49 Пт 3,25*3,85 12,51 0,17 64 0,6 0 0,05 1,05 85,75 Пл 3,25*3,85 12,51 0,17 64 0,6 0 0,05 1,05 85,75 102 Зал угловой t=23 НС С 3,6*3 - Fo 8,22 0,21 64 1 0,1 0,25 1,35 143,6 821,2 278 1831,7 0 С 1,77*1,46 2,58 1,39 64 1 0,1 0,2 1,3 298,37 НС З 1,6*3 4,8 0,21 64 1 0,05 0,25 1,3 83,87 Пер 3,4*3 10,2 0,9 5 0,9 0 0 1 41,31 Пт 3,4*5,45 18,53 0,17 64 0,6 0 0,05 1,05 127 Пл 3,4*5,45 18,53 0,17 64 0,6 0 0,05 1,05 127 103 Кухня t=18 НС С 4,26*3 - Fo 10,6 0,21 59 1 0,1 0,25 1,35 177,3 656,6 131,4 1079,9 О С 1,47*1,46 2,15 1,39 59 1 0,1 0,2 1,3 229,2 НС В 3*3 9 0,21 59 1 0,1 0,25 1,25 139,39 Пт 2,4*3,65 8,76 0,17 59 0,6 0 0,05 1,05 55,35 Пл 2,4*3,65 8,76 0,17 59 0,6 0 0,05 1,05 55,35 104 Ванная t=25 Пер 2,56*3 7,68 0,9 7 0,9 0 0 1 43,55 278,4 55,5 222,9 Пер 1,45*3 4,35 0,9 7 0,9 0 0 1 24,66 Пер 1,45*3 4,35 0,9 9 0,9 0 0 1 24,66 НС В 2,56*3 7,68 0,21 66 1 0,1 0,1 1,25 133,06 Пт 2,56*1,45 3,71 0,17 66 0,6 0 0,05 1,05 26,22 Пл 2,56*1,45 3,71 0,17 66 0,6 0 0,05 1,05 26,22 105 Коридор t=18 НС В 2,06*3 6,15 0,21 59 1 0,1 0,25 1,35 102,87 946 265,8 680,2 НС З 2,06*3 6,15 0,21 59 1 0,05 0,25 1,3 99,06 НС Ю 11,2*3 33,6 0,21 59 1 0 0,25 1,25 520,38 Пт 17,7 0,17 59 0,6 0 0,05 1,05 111,84 Пл 17,7 0,17 59 0,6 0 0,05 1,05 111,84