2. Текстовая часть

Министерство образования РФ
Тамбовский Государственный Технический университет
Кафедра гидравлики и теплотехники
Зав. кафедрой
______________________________
подпись
инициалы, фамилия
«___» ____________2013 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине «Нетрадиционные и
возобновляемые источники энергии»
на тему:
«Проектирование систем отопления и вентиляции бригадного дома с
применением малой гидроэнергетической установки»
Группа СЭП-51з
Автор работы
(подпись, дата),(инициалы, фамилия)
Специальность 140106
Обозначение курсовой работы 140106-СЭП51з-064
Руководитель работы
Работа защищена
Оценка_____________
Члены комиссии
(подпись, дата), (инициалы, фамилия)
(подпись, дата), (инициалы, фамилия)
(подпись, дата), (инициалы, фамилия)
Нормоконтролер
(подпись, дата), (инициалы, фамилия)
Министерство образования и науки
Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра гидравлики и теплотехники
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой
_________________________
подпись
инициалы, фамилия
«_____»_________2012 г.
ЗАДАНИЕ № 7
на курсовую работу по дисциплине
«Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»
Студент
код 140106- 064
группа СЭП-51з
1. Тема: «Проектирование систем отопления и вентиляции бригадного дома с
применением малой гидроэнергетической установки»
2. Срок предоставления работы к защите
2013 г.
3. Исходные данные для проектирования (приводятся в соответствии с вариантом)
4. Перечень разделов пояснительной записки
4.1. Введение
4.2. Исходные данные
4.3. Теплотехническая оценка ограждающих конструкций здания
4.4 Проверка стен на отсутствие конденсации влаги
4.5. Расчет основных и дополнительных теплопотерь через ограждающие конструкции
здания
4.6. Расчет теплопоступлений
4.7. Расчет тепловой мощности систем отопления
4.8. Расчет площади поверхности и числа отопительных приборов
4.9. Гидравлический расчет системы отопления. Определение диаметров трубопроводов
4.10. Тепловая нагрузка системы горячего водоснабжения
4.11. Расчет системы вентиляции
4.12. Расчет нетрадиционного источника энергии
4.13. Заключение
4.14. Список используемых источников
5. Перечень графического материала:
5.1. Фасад и план здания с основными размерами (А3)
5.2. Аксонометрическая схема системы отопления (А3)
5.3. Технологическая схема малой гидроэнергетической установки (А2)
Руководитель работы
Задание принял к исполнению
подпись, дата
инициалы, фамилия
подпись, дата
инициалы, фамилия
.
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ ....................................................................................................... 1
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3
1.
Исходные данные ....................................................................................... 4
2.
Теплотехническая оценка ограждающих конструкций здания ............. 6
2.1.
Определение
нормируемых
значений
сопротивления
теплопередаче ограждающих конструкций здания ............................................. 6
2.2.
Определение условий эксплуатации ограждающих конструкций .. 7
2.3.
Определение
приведенных
значений
сопротивления
теплопередаче ограждающих конструкций здания ............................................. 7
2.3.1. Приведенное
значение
сопротивления
теплопередаче
наружных стен ....................................................................................................... 8
2.3.2. Приведенное значение сопротивления теплопередаче пола .. 8
2.3.3. Приведенное значение сопротивления теплопередаче кровли
..................................................................................................... 14
2.3.4. Приведенное значение сопротивления теплопередаче окон 14
2.3.5. Приведенное
значение
сопротивления
теплопередаче
наружных дверей ................................................................................................... 14
2.4.
Оганичение температуры и конденсации влаги на внутренней
поверхности ограждающей конструкции ........................................................... 15
2.5.
3.
Сверка параметров ограждающих конструкций здания ................ 16
Теплотехнический расчет здания............................................................ 17
3.1.
Расчет основных и добавочных теплопотерь через ограждающие
конструкции здания .............................................................................................. 17
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лит.
Разраб.
Провер.
Нетрадиционные и возобновляемые
Реценз.
источники энергии.
Н. Контр.
Утверд.
Пояснительная записка
Лист
Листов
1
45
Г и Т, гр. СЭП-51з
3.2.
Определение
требуемого
сопротивления
воздухопроницания
ограждающих конструкций.................................................................................. 20
3.3.
Расчет теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного
воздуха через ограждающие конструкции ......................................................... 21
3.4.
Расчет бытовых теплопоступлений .................................................. 25
3.5.
Определение суммарной нагрузки на систему отопления............. 25
4.
Расчет мощности и числа отопительных приборов .............................. 27
5.
Гидравлический расчет системы отопления.......................................... 31
6.
Расчет тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения ............. 39
6.1.
7.
Расчет системы вентиляции .............................................................. 40
Расчет нетрадиционного источника энергии......................................... 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................................. 44
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
2
ВВЕДЕНИЕ
За все время существования человечества эволюционирование социума,
по
сути,
шло
по
экстенсивному
пути:
мир
менялся,
развивался,
совершенствовался без оглядки на ресурсы, за счет которых такая
трансформация становилась возможной. В мире уничтожались колоссальные
запасы топлива, чаще всего нерационально, и мало кто задумывался, что
однажды придет день, когда Земля прекратит выдавать нам бессрочные
кредиты.
Сейчас аппетиты промышленности продолжают расти, уже в условиях
предстоящего не столь далекого, в пределах двух-трех поколений,
топливного коллапса. Единственной надеждой человечества на пути к
энергетическому банкротству остаются обдуманные вложения оставшихся
ресурсов.
Энергосберегающие технологии, нетрадиционные и возобновляемые
источники энергии – слова, которые сегодня обладают привкусом чего-то
экзотического и вызывающие у многих улыбку, а завтра – единственная из
оставшихся энергетических альтернатив.
Далее мы рассмотрим возможность использования этих пока еще не
всеми опробованных перспективных технологий в бытовом секторе – в
частности – для производства тепла, ведь ни для кого не секрет, что именно
поставка тепла и горячей воды в наши дома является наиболее энергоемким
процессом, отражающимся на конечном потребителе цифрами в квитанции –
пока еще - с тремя нолями.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
3
1. Исходные данные
Бригадный дом предназначен для строительства в сельской местности на
центральных усадьбах или отделениях совхозов и колхозов.
Вариант №2
Основные размеры здания: a = 17600 мм; b = 3900 мм;
Наружные
стены:
Кирпич силикатный по δ = 640 мм
ГОСТ 530-2007
Полы
Доски
δ = 32 мм
Лага
δ = 60 мм
Прокладка
δ = 30 мм
Два слоя толя
δ = 6 мм
Кирпичный столбик на δ = 140 мм
цементном
растворе
250х120
Грунт
Бесчердачная
конструкция
-
Три слоя рубероида на δ = 6 мм
битумной мастике по
дощатой обрешётке
Плиты минераловатные δ = 160 мм
Окна с двойным остеклением
Двери деревянные однопольные
Пароизоляция из двух
δ = 4 мм
слоёв рубероида
Панель железобетонная δ = 50 мм
ребристая
a = 1240 мм
h = 1520 мм
a = 750 мм
h = 2150 мм
δ = 40 мм
Район строительства: Астрахань;
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью
0,92: минус 23 °C;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
4
Средняя температура периода со средней суточной температурой
воздуха ниже или равной 8 °С: минус 1,2 °C;
Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха
ниже или равной 8 °С: 167 суток;
Ориентация фасада: С;
Система отопления: Центральная водяная, двухтрубная, с верхней
разводкой, t1 = 85 оС, t0 = 65 оС, насосная или безнасосная;
Нагревательные приборы: Радиаторы стальные штампованные МЗ-3003;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
5
2. Теплотехническая оценка ограждающих конструкций здания
2.1. Определение нормируемых значений сопротивления теплопередаче
ограждающих конструкций здания
В соответствии с [1], нормами установлены следующие показатели
тепловой защиты здания:
- приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов
ограждающих конструкций здания;
- санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад
между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих
конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры
точки росы.
Приведенное сопротивление теплопередаче, 𝑅0 , м2·°C/Bт, ограждающих
конструкций следует принимать не менее нормируемых значений 𝑅req ,
м2·°C/Вт, определяемых по таблице 4 [1] в зависимости от градусо-суток
района строительства 𝐷𝑑 , °С·сут.
Градусо-сутки отопительного периода определим по формуле:
𝐷𝑑 = (𝑡𝑖𝑛𝑡 − 𝑡ℎ𝑡 ) ∙ 𝑍ℎ𝑡 , °С·сут,
(1)
где 𝑡𝑖𝑛𝑡 - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;
примем
𝑡𝑖𝑛𝑡
=
18
°C.
𝑡ℎ𝑡 , 𝑍ℎ𝑡 - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность,
сут, отопительного периода, принимаемые по [2] для г. Астрахань; 𝑡ℎ𝑡 , = -1,2
°C, 𝑍ℎ𝑡 = 167 сут.
Таким образом, по формуле (1):
𝐷𝑑 = (18 − (−1,2)) ∙ 167 = 3206° С·сут,
В соответствии с примечанием к таблице 4 [1], для бытовых зданий
справедлива формула:
𝑅𝑟𝑒𝑞 = 𝑎 · 𝐷𝑑 + 𝑏 , м2·°C/Вт,
(2)
со следующими коэффициентами:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
6
для стен: 𝑎 = 0,0003, 𝑏 = 1,2;
для покрытий: 𝑎 = 0,0004, 𝑏 = 1,6;
для окон: 𝑎 = 0,00005, 𝑏 = 0,2.
Таким
образом,
для
наружных
стен
нормируемое
значение
сопротивления теплопередаче равно:
𝑤
𝑅𝑟𝑒𝑞
= 0,0003 · 3206 + 1,2 = 2,16 м2·°C/Вт;
для покрытий:
𝑐
𝑅𝑟𝑒𝑞
= 0,0004 · 3206 + 1,6 = 2,88 м2·°C/Вт;
для окон:
𝐹
𝑅𝑟𝑒𝑞
= 0,00005 · 3206 + 0,2 = 0,36 м2·°C/Вт;
для дверей (в соответствии с п. 5.7 [1]):
𝑒𝑑
𝑤
𝑅𝑟𝑒𝑞
= 0,6 · 𝑅𝑟𝑒𝑞
= 0,6 · 2,16 = 1,30 м2·°C/Вт;
2.2. Определение условий эксплуатации ограждающих конструкций
В соответствии с [4] относительная влажность в здании бригадного дома
не должна превышать шестидесяти процентов. Следовательно, по таблице 1
[3] принимаем сухой режим помещений. Далее, по таблице приложения 2 [3]
принимаем условия эксплуатации ограждающих конструкций «А».
2.3. Определение приведенных значений сопротивления теплопередаче
ограждающих конструкций здания
В соответствии с п. 2.6 [3], сопротивление теплопередаче ограждающей
конструкции следует определять по формуле:
𝑅0 =
1
1
, м2·°C/Вт,
+ 𝑅к +
𝛼в
𝛼н
(3)
где 𝛼в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих
конструкций, принимаемый по табл. 4* [3], Вт/(м2·°C).
𝛼н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 6* [3], Вт/(м2·°C);
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
7
𝑅к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2·°C/Вт,
определяемое: однородной (однослойной) - по формуле (4), неоднородной –
по формуле (5).
Термическое
ограждающей
сопротивление 𝑅к ,
конструкции
с
м2·°C/Вт,
слоя
последовательно
многослойной
расположенными
однородными слоями, а также однородной (однослойной) ограждающей
конструкции следует определять по формуле:
𝑅к = ∑
𝛿𝑖
, м2·°C/Вт,
𝜆𝑖
(4)
где 𝛿𝑖 – толщина i-го слоя, м;
𝜆𝑖 - расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя,
Вт/(м2·°C).
2.3.1. Приведенное значение сопротивления теплопередаче наружных
стен
Коэффициенты теплопроводности и толщина элементов, входящих в
конструкцию наружных стен:
𝜆1𝑤 = 0,76 Вт/(м2·°C); 𝛿1𝑤 = 0,64 м;
кирпич силикатный
для стен:
𝛼в𝑤 = 8,7 Вт/(м2·°C);
𝛼н𝑤 = 23 Вт/(м2·°C).
Тогда, совместив формулы (3) и (4), получим:
𝑅0𝑤 =
1
0,64 1
= 1,00 м2·°C/Вт,
+
+
8,7 0,76 23
2.3.2. Приведенное значение сопротивления теплопередаче пола
Приведенное термическое сопротивление неоднородной ограждающей
конструкции определяется следующим образом:
Плоскостями,
параллельными
направлению
теплового
потока,
ограждающая конструкция (или часть ее) условно разрезается на участки, из
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
8
которых одни участки могут быть однородными (однослойными) - из одного
материала, а другие неоднородными - из слоев различных материалов, и
термическое сопротивление ограждающей конструкции определяется по
формуле:
𝑅к.𝑎 =
𝐹1 + 𝐹2 +. . . +𝐹𝑛
𝐹 , м2·°C/Вт,
𝐹1 𝐹2
+ +. . . + 𝑛
𝑅1 𝑅2
𝑅𝑛
(5)
где 𝐹1 , 𝐹2 , … , 𝐹𝑛 и 𝑅1 , 𝑅2 , … , 𝑅𝑛 – соответственно площади, м2, и
термические сопротивления, м2·°C/Вт, отдельных участков конструкции.
Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока,
ограждающая конструкция условно разрезается на слои, из которых одни
слои могут быть однородными - из одного материала, а другие
неоднородными - из однослойных участков разных материалов. Термическое
сопротивление
ограждающей
конструкции
определяется
как
сумма
термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев:
𝑅к.б = 𝑅1 + 𝑅2 + … + 𝑅𝑖 , м2·°C/Вт,
(6)
Приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции
следует определять по формуле:
𝑅к.𝑎 + 2 ∙ 𝑅к.б
, м2·°C/Вт,
(7)
3
Примем горизонтальный и вертикальный шаг между кирпичными
𝑅к =
столбиками равным одному метру. Ширину лаги примем равной ста
пятидесяти миллиметрам. Для расчета приведенного значения сопротивления
теплопередаче пола на лагах условно примем три участка и три слоя по
предложенной выше методике. Приведем ниже расчетную схему (верхние
доски условно не показаны):
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
9
Рисунок 1. Расчетная схема пола на лагах.
Коэффициенты теплопроводности и толщина элементов, входящих в
конструкцию пола:
𝑓
𝑓
доски (сосна поперек волокон)
𝜆1 = 0,14 Вт/(м2·°C); 𝛿1 = 0,032 м;
лага (сосна поперек волокон)
𝜆2 = 0,14 Вт/(м2·°C); 𝛿2 = 0,06 м;
𝑓
𝑓
𝑓
𝑓
прокладка (мат минераловатный) 𝜆3 = 0,064 Вт/(м2·°C); 𝛿3 = 0,03 м;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
10
𝑓
𝑓
𝑓
𝑓
толь
𝜆4 = 0,17 Вт/(м2·°C); 𝛿4 = 0,006 м;
столбик (кирпич глиняный)
𝜆5 = 0,70 Вт/(м2·°C); 𝛿5 = 0,14 м;
воздушная прослойка (зона II)
𝑅6 = 0,24 м2·°C/Вт;
воздушная прослойка (зона III)
𝑅7 = 0,24 м2·°C/Вт.
Разделим
𝑓
𝑓
конструктивный
элемент
плоскостями,
параллельными
направлению теплового потока.
Площади участка I, участка II, участка III соответственно составляют:
𝐹к.𝑎.𝐼 = 0,018 м2;
𝐹к.𝑎.𝐼𝐼 = 0,132 м2;
𝐹к.𝑎.𝐼𝐼𝐼 = 0,85м2.
Определим сопротивление теплопередаче участка I:
𝑅к.𝑎.𝐼 =
0,032 0,06 0,03 0,006 0,14
= 1,36 м2·°C/Вт.
+
+
+
+
0,14 0,14 0,064 0,17
0,7
Определим сопротивление теплопередаче участка II:
𝑅к.𝑎.𝐼𝐼 =
0,032 0,06
+
+ 0,24 = 0,90 м2·°C/Вт.
0,14 0,14
Определим сопротивление теплопередаче участка III:
𝑅к.𝑎.𝐼𝐼𝐼 =
0,032
+ 0,24 = 0,47 м2·°C/Вт.
0,14
Определим значение 𝑅к.𝑎 , м2·°C/Вт, для пола на лагах по формуле (5):
𝑅к.𝑎 =
Теперь
0,018 + 0,132 + 0,85
2
0,018 0,132 0,85 = 0,51 м ·°C/Вт.
+
+
1,36
0,90 0,47
разделим
конструктивный
элемент
плоскостями,
перпендикулярными направлению теплового потока.
Определим сопротивление теплопередаче слоя 1:
𝑅к.б.1 =
0,032
= 0,23 м2·°C/Вт.
0,14
Определим сопротивление теплопередаче слоя 2 по формуле (5):
𝑅к.б.2 =
0,018 + 0,132 + 0,85
2
0,018
0,132
0,85 = 0,26 м ·°C/Вт.
+
+
0,06/0,14 0,06/0,14 0,24
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Определим сопротивление теплопередаче слоя 3 по формуле (5):
𝑅к.б.3 =
0,018 + 0,132 + 0,85
0,018
0,132 0,85 = 0,24 м2·°C/Вт.
+
0,03 0,006 0,14 0,24 + 0,24
+
+
0,064
0,17
0,70
Определим значение 𝑅к.б , м2·°C/Вт, для пола на лагах по формуле (6):
𝑅к.б = 0,23 + 0,26 + 0,24 = 0,73 м2·°C/Вт.
Приведенное термическое сопротивление конструкции пола на лагах
определим по формуле (7):
0,51 + 2 ∙ 0,73
= 0,66 м2·°C/Вт.
3
термическое сопротивление пола бригадного
𝑓
𝑅к =
Приведенное
дома
определим по формулам и рекомендациям [6]:
Для расчета сопротивления теплопередаче конструкций, расположенных
на грунте, применяют упрощенную методику. Поверхность пола и стен (при
этом пол рассматривается как продолжение стены) по грунту делится на
полосы шириной два метра, параллельные стыку наружной стены и
поверхности земли. Отсчет зон начинается по стене от уровня земли, а если
стен по грунту нет, то зоной I является полоса пола, ближайшая к наружной
стене. Следующие две полосы будут иметь номера II и III, а остальная часть
пола составит зону IV. Для каждой зоны неутепленного пола предусмотрены
нормативные значения сопротивления теплопередаче:
𝑅н.п.𝐼 = 2,1 м2·°C/Вт;
𝑅н.п.𝐼𝐼 = 4,3 м2·°C/Вт;
𝑅н.п.𝐼𝐼𝐼 = 8,6 м2·°C/Вт;
𝑅н.п.𝐼𝑉 = 14,2 м2·°C/Вт.
Приведенное термическое сопротивление пола на лагах по каждой зоне
определяется по формуле:
𝑓
𝑓
𝑅0.𝑖 = 1,18 · (𝑅н.п.𝑖 + 𝑅к ) , м2·°C/Вт,
(8)
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
12
𝑓
где 𝑅0.𝑖 - приведенное термическое сопротивление пола на лагах i-ой зоны,
м2·°C/Вт;
𝑅н.п.𝑖 - сопротивление теплопередаче неутепленного пола i-ой зоны, м2·°C/Вт;
𝑓
𝑅к - приведенное термическое сопротивление конструкции пола на лагах,
м2·°C/Вт.
Подставим значения в формулу (8). Для зоны I:
𝑓
𝑅0.1 = 1,18 · (2,1 + 0,66) = 3,27 м2·°C/Вт;
для зоны II:
𝑓
𝑅0.2 = 1,18 · (4,3 + 0,66) = 5,85 м2·°C/Вт;
для зоны III:
𝑓
𝑅0.3 = 1,18 · (8,6 + 0,66) = 10,93 м2·°C/Вт;
для зоны IV:
𝑓
𝑅0.4 = 1,18 · (14,2 + 0,66) = 17,53 м2·°C/Вт;
Среднее приведенное термическое сопротивление пола на лагах (всех
зон в соответствии с площадью, занимаемой каждой зоной) определяется по
формуле:
𝑓
𝑓
𝑅0
𝑓
𝑓
𝑓
𝐹𝐼 ∙ 𝑅0.1 + 𝐹𝐼𝐼 ∙ 𝑅0.2 + 𝐹𝐼𝐼𝐼 ∙ 𝑅0.3 + 𝐹𝐼𝑉 ∙ 𝑅0.4
, м2·°C/Вт,
=
𝐹𝐼 + 𝐹𝐼𝐼 + 𝐹𝐼𝐼𝐼 + 𝐹𝐼𝑉
(9)
где 𝐹𝐼 , 𝐹𝐼𝐼 , 𝐹𝐼𝐼𝐼 , 𝐹𝐼𝑉 – площади соответствующих зон, м2; исходя из плана
здания:
𝐹𝐼 = 116,8 м2;
𝐹𝐼𝐼 = 60,22 м2;
𝐹𝐼𝐼𝐼 = 20,9 м2;
𝐹𝐼𝑉 = 0 м2.
Определим среднее приведенное термическое сопротивление пола на
лагах по формуле (9):
𝑓
𝑅0 =
116,8 ∙ 3,27 + 60,22 ∙ 5,85 + 20,9 ∙ 10,93 + 0 ∙ 17,53
= 4,86 м2·°C/Вт,
116,8 + 60,22 + 20,9 + 0
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
13
2.3.3. Приведенное значение сопротивления теплопередаче кровли
Коэффициенты теплопроводности и толщина элементов, входящих в
конструкцию кровли:
рубероид
𝜆1𝑐 = 0,17 Вт/(м2·°C); 𝛿1𝑐 = 0,006 м;
мат минераловатный
𝜆𝑐2 = 0,064 Вт/(м2·°C); 𝛿2𝑐 = 0,16 м;
рубероид
𝜆𝑐3 = 0,17 Вт/(м2·°C); 𝛿3𝑐 = 0,004 м;
железобетон
𝜆𝑐3 = 1,92 Вт/(м2·°C); 𝛿3𝑐 = 0,05 м.
Для кровли:
𝛼вс = 8,7 Вт/(м2·°C);
𝛼нс = 23 Вт/(м2·°C).
Тогда, совместив формулы (3) и (4), получим:
𝑅0𝑐 =
1
0,006 0,16 0,004 0,05 1
= 2,74 м2·°C/Вт,
+
+
+
+
+
8,7 0,17 0,064 0,17 1,92 23
2.3.4. Приведенное значение сопротивления теплопередаче окон
Для окон с двойным остеклением по [3] приведенное сопротивление
теплопередаче равно:
𝑅0𝐹 = 0,44 м2·°C/Вт.
2.3.5. Приведенное значение сопротивления теплопередаче наружных
дверей
Коэффициенты теплопроводности и толщина элементов, входящих в
конструкцию наружных дверей:
Сосна и ель поперек волокон
𝜆1𝑒𝑑 = 0,14 Вт/(м2·°C); 𝛿1𝑒𝑑 = 0,4 м;
для дверей:
𝛼в𝑒𝑑 = 8,7 Вт/(м2·°C);
𝛼н𝑒𝑑 = 23 Вт/(м2·°C).
Тогда, совместив формулы (3) и (4), получим:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
14
𝑅0𝑒𝑑 =
1
0,40 1
= 3,02 м2·°C/Вт,
+
+
8,7 0,14 23
2.4. Оганичение температуры и конденсации влаги на внутренней
поверхности ограждающей конструкции
В соответствии с п. 5.8. [1], расчетный температурный перепад между
температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин и
определяется по формуле:
∆𝑡0 =
n ∙ (𝑡𝑖𝑛𝑡 − 𝑡𝑒𝑥𝑡 )
, °C;
R 0 ∙ 𝛼в
(10)
где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху;
𝑡𝑖𝑛𝑡 – расчетная температура внутреннего воздуха, °C,
𝑡𝑖𝑛𝑡 = 18 °C;
𝑡𝑒𝑥𝑡 - расчетная температура наружного воздуха, °C,
𝑡𝑒𝑥𝑡 = -23 °C;
R 0 - приведенное сопротивление теплопередаче конкретной ограждающей
конструкции, м2·°C/Вт;
𝛼в – то же, что и в формуле (3).
Кроме того, температура внутренней поверхности ограждающей
конструкции (за исключением вертикальных светопрозрачных конструкций)
должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при
расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года, а
температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления
окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3 °С
Для общественных, административных и бытовых зданий нормируемые
температурные перепады равны для наружных стен:
∆𝑡0𝑤 = 4,5 °C;
для покрытий и чердачных перекрытий:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
15
∆𝑡0𝑐 = 4 °C;
для пола на лагах – не нормируется;
для окон:
∆𝑡0𝐹 = 18 – 3 = 15 °C.
По справочным данным температура точки росы при заданных
параметрах микроклимата в помещении составляет плюс четыре градуса
Цельсия, следовательно, данный параметр никак не отразится на дальнейших
расчетах.
Преобразуем формулу (10) и определим требуемое сопротивление
теплопередаче ограждающих конструкций исходя из условий ограничения
температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности. Для
наружных стен:
𝑤
𝑅𝑟𝑒𝑞.2
=
1 ∙ (18 − (−23))
= 1,05 м2·°C/Вт;
4,5 ∙ 8,7
для покрытий и чердачных перекрытий:
𝑐
𝑅𝑟𝑒𝑞.2
=
1 ∙ (18 − (−23))
= 1,17 м2·°C/Вт;
4 ∙ 8,7
𝐹
𝑅𝑟𝑒𝑞.2
=
1 ∙ (18 − (−23))
= 0,31 м2·°C/Вт;
15 ∙ 8,7
для окон:
2.5. Сверка параметров ограждающих конструкций здания
Сведем в таблицу значения, полученные в предыдущих разделах:
Таблица 1 - Нормируемые и приведенные значения сопротивления
теплопередаче ограждающих конструкций.
Ограждающая конструкция
𝑅0
𝑅𝑟𝑒𝑞
𝑅𝑟𝑒𝑞.2
Наружная стена
1,00
2,16
1,05
Пол
4,86
-
-
Покрытие/перекрытие
2,74
2,88
1,17
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
16
Ограждающая конструкция
𝑅0
𝑅𝑟𝑒𝑞
𝑅𝑟𝑒𝑞.2
Окно
0,44
0,36
0,31
Дверь
3,02
1,30
-
Как видно из таблицы, наружные стены и покрытия не соответствуют
условиям энергоэффективности.
Включим
в
конструкцию
наружных
стен
дополнительно
мат
минераловатный с параметрами:
𝑤
2
𝜆𝑤
доп = 0,064 Вт/(м ·°C); 𝛿доп = 0,1 м.
Тогда уточненное приведенное значение сопротивления теплопередаче
стен составит:
𝑅0𝑤 = 1,00 +
0,1
= 2,56 м2·°C/Вт,
0,064
что удовлетворяет условиям энергоэффективности.
Включим в конструкцию кровли дополнительно мат минераловатный с
параметрами:
𝑐
𝜆𝑐доп = 0,064 Вт/(м2·°C); 𝛿доп
= 0,1 м.
Тогда уточненное приведенное значение сопротивления теплопередаче
стен составит:
𝑅0𝑐 = 2,74 +
0,1
= 4,30 м2·°C/Вт,
0,064
что удовлетворяет условиям энергоэффективности.
3. Теплотехнический расчет здания
3.1. Расчет основных и добавочных теплопотерь через ограждающие
конструкции здания
В соответствии с [7], основные и добавочные потери теплоты следует
определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие
конструкции по формуле:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
17
𝑄𝑇 = 𝐴𝑖 · (𝑡𝑖𝑛𝑡 − 𝑡𝑒𝑥𝑡 ) · (1 + ∑ 𝛽) · 𝑛/𝑅0 , Вт,
(11)
где 𝐴𝑖 - расчетная площадь i-ой ограждающей конструкции, м2;
𝑅0 - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2·°C/Вт;
𝑡𝑖𝑛𝑡 - расчетная температура внутреннего воздуха, °C; примем для
помещений комфортную температуру
𝑡𝑖𝑛𝑡 = 18 °C;
𝑡𝑒𝑥𝑡 - расчетная температура наружного воздуха, °C;
𝛽 – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;
𝑛 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной
поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному
воздуху.
Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции следует
принимать:
В помещениях любого назначения через наружные вертикальные и
наклонные стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток
северо- запад в размере 0,1. На юго-восток и запад – в размере 0,05.
В угловых помещениях дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и
окно.
Через
наружные
двери,
не
оборудованные
воздушно-тепловыми
завесами, при высоте от средней планировочной отметки земли до верха
здания в размере 0,22·H – для одинарных дверей.
Для удобства расчет ограждающих конструкций на тепловые потери по
формуле (11) представим в виде таблицы:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
18
Изм.
ТГТУ 140106.064 ПЗ
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
На высоту
здания
0,99
0,99
0,99
Потери теплоты, Вт
Дата
1 Пол
Пол
197,9 4,86 41,00 1
2 Кровля
Кровля
197,9
4,3
41,00 1
3 Нар. стена (Фасад) Нар. стена С 17,6 4,50
79,20 2,56 41,00 1 0,10
4 Нар. стена (В)
Нар. стена В 12 4,50
54,00 2,56 41,00 1 0,10
5 Нар. стена (З)
Нар. стена З 17,6 4,50
79,20 2,56 41,00 1 0,05
6 Нар. стена (Ю)
Нар. стена Ю 12 4,50
54,00 2,56 41,00 1 0,00
7 Окно (Фасад)
Окно
С 1,24 1,52 3
5,65
0,44 41,00 1 0,10
8 Окно (В)
Окно
В 1,24 1,52 2
3,77
0,44 41,00 1 0,10
9 Окно (З)
Окно
З 1,24 1,52 4
7,54
0,44 41,00 1 0,05
10 Окно (Ю)
Окно
Ю 1,24 1,52 1
1,88
0,44 41,00 1 0,00
11 Дверь (Фасад)
Дверь
С 0,75 2,15 1
1,61
3,02 41,00 1 0,10
12 Дверь (В)
Дверь
В 0,75 2,15 1
1,61
3,02 41,00 1 0,10
13 Дверь (З)
Дверь
З 0,75 2,15 1
1,61
3,02 41,00 1 0,05
Таким образом, суммарные основные и добавочные потери теплоты равны 𝑄𝑇 = 10395 Вт
На число
наружных стен
На ориентацию
Коэф-т n
tint – text, °C
R0, м2·°C/Вт
Площадь, м2
Подпись
Количество
Добавки к
теплопотерям, %
Ширина, м
Тип
Длина, м
№
№ докум.
Назначение
конструкции
Ориентация
Лист
Ограждение
Общий добавочный
множитель
Таблица 2 – Теплотехнический расчет здания.
1,00
1,00
1,15
1,15
1,10
1,05
1,15
1,15
1,10
1,05
2,14
2,14
2,09
1670
1887
1459
995
1395
908
606
404
773
184
47
47
46
Лист
19
3.2. Определение требуемого сопротивления воздухопроницания
ограждающих конструкций.
Требуемое
сопротивление
воздухопроницанию
ограждающих
конструкций определим в соответствии с [8] и [1] по формулам, для
наружных стен:
∆𝑝
, м2·ч·Па/кг,
𝐺𝑛.𝑤
(12)
∆𝑝1/2
, м2·ч·Па/кг,
=
𝐺𝑛.𝑒𝑑
(13)
𝑤
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
=
для дверей и ворот:
𝑒𝑑
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
для окон (при ∆𝑝0 = 10 Па):
𝐹
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
=
(∆𝑝/∆𝑝0 )2/3
, м2·ч/кг,
𝐺𝑛.𝐹
(14)
где ∆𝑝 - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций, Па;
∆𝑝0 - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
светопрозрачных ограждающих конструкций, при которой определяется
сопротивление воздухопроницанию,
∆𝑝0 = 10 Па;
𝐺𝑛.𝑤 , 𝐺𝑛.𝑒𝑑 , 𝐺𝑛.𝐹 - нормируемая воздухопроницаемость ограждающих
конструкций, принимаемая равной:
𝐺𝑛.𝑤 = 0,5 кг/( м2·ч);
𝐺𝑛.𝑒𝑑 = 7 кг/( м2·ч);
𝐺𝑛.𝐹 = 6 кг/( м2·ч);
Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций определим по формуле:
∆𝑝 = 0,55 ∙ 𝐻 ∙ (𝛾𝑒𝑥𝑡 − 𝛾𝑖𝑛𝑡 ) + 0,03 ∙ 𝛾𝑒𝑥𝑡 ∙ 𝑣 2 , Па,
(15)
где 𝐻 – высота высота здания, м;
𝐻 = 4,5 м;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
20
𝛾𝑒𝑥𝑡 , 𝛾𝑖𝑛𝑡 - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха,
Н/м3;
𝑣 - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с;
примем
𝑣 = 2 м/с.
Удельный вес воздуха определяется по эмпирической формуле:
𝛾 = 3463/(273 + 𝑡) , Н/м3,
(16)
где t – расчетная температура воздуха, °C.
Определим удельный вес наружного воздуха по формуле (16):
𝛾𝑒𝑥𝑡 = 3463/(273 + (−23)) = 13,85 Н/м3;
определим удельный вес внутреннего воздуха:
𝛾𝑖𝑛𝑡 = 3463/(273 + (18)) = 11,90 Н/м3.
Определим разность давлений воздуха на наружной и внутренней
поверхностях ограждающих конструкций по формуле (15):
∆𝑝 = 0,55 ∙ 4,5 ∙ (13,85 − 11,90) + 0,03 ∙ 13,85 ∙ 22 = 6,49 Па.
Тогда
по
формулам
(12),
(13),
(14)
требуемое
сопротивление
воздухопроницанию составит для наружных стен:
𝑤
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
=
6,49
= 12,98 м2·ч·Па/кг,
0,5
для дверей и ворот:
𝑒𝑑
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
6,491/2
= 0,36 м2·ч·Па/кг,
=
7
для окон (при ∆𝑝0 = 10 Па):
𝐹
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
(6,49/10)2/3
= 0,12 м2·ч/кг,
=
6
3.3. Расчет теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного
воздуха через ограждающие конструкции
В соответствии с [7], расход теплоты на нагревание инфильтрующегося
воздуха следует определять по формуле:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
21
𝑖
𝑄𝑖𝑛𝑓
= 0,28 · ∑ 𝐺𝑖 · 𝑐 · (𝑡𝑖𝑛𝑡 − 𝑡𝑒𝑥𝑡 ) ∙ 𝑘𝑖 , Вт,
(17)
где 𝐺𝑖 – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч;
𝑐 – удельная теплоемкость воздуха, равная 𝑐 = 1 кДж/(кг·°C)
𝑡𝑖𝑛𝑡 - расчетная температура внутреннего воздуха, °C;
𝑡𝑒𝑥𝑡 - расчетная температура наружного воздуха, °C;
𝑘𝑖 - коэффициент учета влияния встречного теплового потока, принимаемый
равным 𝑘𝑖 = 1.
В соответствии с [9], расход инфильтрующегося воздуха в помещение
через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле:
𝑖
𝐹
𝑒𝑑
1/2
, Вт,
𝐺𝑖𝑛𝑓
= ∑(𝐴𝐹𝑖 · (∆𝑝/∆𝑝0 )2/3 )/𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
+ ∑(𝐴𝑒𝑑
)/𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
𝑖 · ∆𝑝
(18)
где 𝐴𝐹𝑖 , 𝐴𝑒𝑑
𝑖 – площадь соответственно i-ой светопрозрачной конструкции и iой двери или секции ворот, м2;
∆𝑝 - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций, Па; для простоты расчетов примем, что каждая
рассматриваемая конструкция находится на отметке первого этажа,
следовательно, примем это значение равным полученному по формуле (15).
∆𝑝0 – то же, что и в формуле (14);
𝐹
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
,
𝑒𝑑
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
–
фактическое
сопротивление
воздухопроницанию
соответственно i-ой светопрозрачной конструкции и i-ой двери или секции
ворот.
Необходимо отметить, что формула (18) не учитывает инфильтрацию
через наружные стены, так как обычно их воздухопроницание ничтожно
мало по сравнению с остальными конструкциями и в расчетах не
учитывается.
Для соблюдений условий энергетической эффективности примем
фактическое
сопротивление
воздухопроницанию
конструкций
равным
требуемому:
𝐹
𝐹
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
= 𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
22
𝑒𝑑
𝑒𝑑
𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑜
= 𝑅𝑖𝑛𝑓.𝑟𝑒𝑞
;
Для удобства расчет ограждающих конструкций на инфильтрацию по
формулам (13)-(18) представим в виде таблицы:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
23
Изм.
Подпись
1
Дата
2
Окна
1,24
Ширина
1,52
Q iinf , Вт
Длина
G i, кг/ч,
№
№ докум.
Тип
R iinf.0, м2·ч/кг,
Размеры, м
Количество
Лист
Ограждение
Площадь, м2
Таблица 3 – Расчет расхода теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха.
1,88
10
0,12
117,74
1351,66
Двери
0,75
2,15
1,61
3
0,36
Таким образом, суммарные потери теплоты на инфильтрацию 𝑄𝑖𝑛𝑓 = 1745 Вт
34,23
392,96
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Лист
24
3.4. Расчет бытовых теплопоступлений
В соответствии с [1], бытовые тепловыделения учитываются по
расчетному числу людей с расчетом
ℎ𝑢𝑚
𝑞𝑖𝑛𝑡
= 90 Вт/чел;
и по установочной мощности освещения.
Примем число людей, постоянно присутствующих в здании, равным
𝑁 ℎ𝑢𝑚 = 10;
а установочную мощность освещения
𝑁𝑙𝑖𝑔 = 1000 Вт.
Таким образом, суммарные теплопоступления составят:
𝑄𝑖𝑛𝑡 = 10·90 + 1000 = 1900 Вт.
3.5. Определение суммарной нагрузки на систему отопления.
Подытожив предыдущие разделы, определим суммарные потери тепла
зданием по формуле:
𝑄𝛴 = 1,2 ∙ (𝑄𝑇 + 𝑄𝑖𝑛𝑓 − 𝑄𝑖𝑛𝑡 ) , Вт,
(19)
где 𝑄𝑇 , 𝑄𝑖𝑛𝑓 , 𝑄𝑖𝑛𝑡 – значения, полученные в предыдущих разделах;
1,2 – коэффициент запаса мощности.
𝑄𝛴 = 1,2 ∙ (10395 + 1745 − 1900) = 12288
Вт.
В соответствии с приложением 12 [7], требуемая суммарная нагрузка на
систему отопления определяется по формуле:
𝑄ℎ𝑒𝑎𝑡 = 𝑄𝛴1 ∙ 𝛽пр.1 ∙ 𝛽пр.2 + 𝑄неот + 0,9 ∙ 𝑄тр , Вт,
(20)
где 𝑄𝛴1 – часть расчетных потерь теплоты, Вт, возмещаемых отопительными
приборами;
𝛽пр.1 – коэффициент учета дополнительного теплового потока за счет
округления сверх расчетной величины; примем
𝛽пр.1 = 1,08;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
25
𝛽пр.2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными
приборами, расположенными у наружных ограждений, для стального
панельного радиатора по таблице 1 приложения 12 [7] прием
𝛽пр.2 = 1,1;
𝑄неот – дополнительные потери теплоты при остывании теплоносителя в
подающих и обратных магистралях, проходящих в неотапливаемых
помещениях, Вт;
0,9 ∙ 𝑄тр - часть расчетных потерь теплоты, Вт, возмещаемых поступлением
теплоты от трубопроводов, проходящих в отапливаемых помещениях. При
этом необходимо помнить, что в соответствии с п. 3.46 [7] необходимо
учитывать
девяносто
процентов
расчетного
теплового
потока
от
трубопроводов.
Неотапливаемых
помещений
в
составе
здания
не
имеется,
следовательно:
𝑄неот = 0;
Теплоотдача открыто проложенных в пределах помещений труб
определяется по формуле:
𝑄тр = ∑ 𝑞тр.𝑖 ∙ 𝑙тр.𝑖 , Вт,
(21)
где 𝑞тр.𝑖 – теплоотдача i-й трубы, Вт/м, определяется по таблице II.22 [8];
𝑙тр.𝑖 – длина i-й трубы, м.
Часть выражения (20) представим в виде:
𝑄пр.𝑟𝑒𝑞 = (𝑄𝛴 − 0,9 ∙ 𝑄тр ) ∙ 𝛽пр.1 ∙ 𝛽пр.2 , Вт,
(22)
где 𝑄пр.𝑟𝑒𝑞 – требуемая мощность отопительных приборов с учетом полезной
теплоотдачи трубопроводов и добавочных коэффициентов.
Для соблюдения правил теплового баланса необходимо выполнение
условия:
𝑄пр.𝑟𝑒𝑞 ≤ 𝑄пр ·𝑁пр ,
(23)
где 𝑄пр – фактическая мощность одного прибора, Вт,
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
26
𝑁пр – число отопительных приборов.
4. Расчет мощности и числа отопительных приборов
В соответствии с разделом 9.3 [8], фактическая теплопередача
отопительного прибора определяется по формуле:
𝑄пр = 𝑄н.у. ∙ 𝜑к , Вт,
(24)
где 𝑄н.у. – номинальный условный тепловой поток прибора, Вт;
𝜑к – комплексный коэффициент приведения к расчетным условиям, для
теплоносителя воды определяется по формуле:
∆𝑡ср 1+𝑛 𝐺пр 𝑝
𝜑к = (
∙(
)
) ∙𝑏∙𝛹∙𝑐 ,
70
360
(25)
где ∆𝑡ср – разность средней температуры воды в приборе и температуры
окружающего воздуха, ºС;
𝐺пр – расход воды через прибор, кг/ч;
𝑏 – коэффициент учета атмосферного давления; примем 𝑏 = 1;
𝛹 – коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в
приборе снизу-вверх; примем 𝛹 = 1;
n, p, c – экспериментальные числовые показатели, зависящие от направления
движения и расхода воды через отопительный прибор, для радиатора
стального панельного при движении теплоносителя сверху вниз составляют:
n = 0,3;
p = 0,02;
c = 1,039;
70, 360 – соответственно, ºС и кг/ч, температура и расход воды через прибор
при стендовых испытаниях (расчетные условия первого типа).
Разность средней температуры воды в приборе и температуры
окружающего воздуха определяется по формуле:
∆𝑡ср =
𝑡1 − 𝛥𝑡м − 𝑡0
− 𝑡𝑖𝑛𝑡 , ºС,
2
(26)
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
27
где 𝑡1 – температура теплоносителя в подающем трубопроводе, ºС,
𝛥𝑡м – падение температуры до рассматриваемого прибора, ºС,
𝑡0 - температура теплоносителя в обратном трубопроводе, ºС,
𝑡𝑖𝑛𝑡 - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;
Требуемое число секций определяется по формуле:
𝑁секц =
𝑄н.у. ∙ 𝛽пр.4
,
𝑞н.у. ∙ 𝛽пр.3
(27)
где 𝑞н.у. – номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора,
Вт;
𝛽пр.3 – коэффициент учета числа секций в приборе, примем
𝛽пр.3 = 1;
𝛽пр.4 – коэффициент учета способа установки радиатора. Примем открытую
установку:
𝛽пр.4 = 1.
Для удобства преобразуем формулы (24) и (27) в виде:
𝑄пр = 𝑁секц ∙ 𝑞н.у. ∙ 𝜑к ∙ 𝛽пр.3 /𝛽пр.4 , Вт,
(28)
Необходимо помнить, что при использовании устаревшей литературы,
номинальная мощность отопительного прибора (или одной секции) задается,
как правило, в размерности 𝐹экв , эквивалентного квадратного метра (экм).
Эта величина, по сути, равна отношению тепловой мощности отопительного
прибора (или одной секции) при расчетных условиях второго типа к
принятой для удобства ранее величине
𝑞экв = 508 Вт;
При этом расчетными условиями второго типа являются:
Площадь поверхности при испытаниях приблизительно составляет
𝐹экв = 2 экм;
Разность средней температуры теплоносителя и окружающего воздуха
∆𝑇экв = 64,5 ºС;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
28
Расход теплоносителя через прибор при расчетных условиях второго
типа составляет:
𝐺экв = 17,4 (кг/ч)/экм = 34,8 кг/ч;
В справочной литературе для радиатора стального штампованного МЗ300-3:
𝐹экв = 1,16 экм.
Следовательно, теплопередача прибора при расчетных условиях второго
типа составит:
′
𝑞н.у.
= 1,16 ∙ 506 = 589
Вт,
Приведем теплопередачу секции прибора к расчетным условиям первого
типа. Совместим формулы (25) (28), учитывая, что 𝑏 = 𝛹 = 𝛽пр.3 = 𝛽пр.4 = 1:
𝑞н.у.
′
′
𝑞н.у.
𝑞н.у.
=
=
, Вт.
𝜑к
∆𝑇экв 1+𝑛 𝐺экв 𝑝
∙(
∙𝑐
( 70
)
)
360
(29)
Подставим значения в формулу (29)
𝑞н.у. =
587
64,5 1+0,3 34,8 0,02
∙(
∙ 1,039
( 70 )
360 )
= 658 Вт.
При определении фактической теплопередачи отопительного прибора
необходимо
учитывать падение
температуры
в подающих
участках
трубопровода до места установки прибора. В соответствии с разделом 9.4 [8],
среднее падение температуры в подающей теплоизолированной магистрали
составит:
𝛥𝑡м = 1 ºС.
Определим
разность
средней
температуры
воды
в
приборе
и
температуры окружающего воздуха по формуле (26):
85 − 1 − 65
− 18 = 56,5 ºС.
2
Примем в первом приближении расход через прибор равным:
∆𝑡ср =
𝐺пр = 22,13 кг/ч
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
29
и подставим все известные значения в формулу (25):
56,5 1+0,3 22,13 0,02
𝜑к = (
∙(
∙ 1 ∙ 1 ∙ 1,039 = 0,74
)
)
70
360
Тогда по формуле (28):
𝑄пр = 1 ∙ 658 ∙ 0,74 ∙ 1/1 = 489 Вт.
В первом приближении примем к установке
𝑁пр = 21
приборов.
Определим полезную теплоотдачу от труб, проложенных в помещении.
Примем, что разводящая магистраль теплоизолирована, следовательно,
ее тепло не используется. Примем во внимание тепло от подводок к
отопительным приборам; тогда выражение (21) примет вид:
𝑄тр = 𝑞подв ∙ 𝑁пр , Вт,
(30)
где 𝑞подв – тепловая мощность подводки к одному прибору, Вт;
𝑁пр – число отопительных приборов.
Тепловая мощность подводки к одному прибору вычисляется по
формуле:
𝑞подв = 𝑞тр.1г ∙ 𝑙тр.1г + 𝑞тр.1в ∙ 𝑙тр.1в + 𝑞тр.0г ∙ 𝑙тр.0г + 𝑞тр.0в ∙ 𝑙тр.0в , Вт,
(31)
где 𝑞тр.1г , 𝑞тр.1в – соответственно, теплоотдачи подающих горизонтальных и
вертикальных труб, Вт/м;
𝑞тр.0г , 𝑞тр.0в - соответственно, теплоотдачи обратных горизонтальных и
вертикальных труб, Вт/м;
𝑙тр.1г , 𝑙тр.1в , 𝑙тр.0г , 𝑙тр.0в – длины этих труб, м.
Примем подводки условным диаметром пятнадцать и длиной один метр;
найдем их параметры при 𝑡1 − 𝛥𝑡м = 84 ºС и 𝑡0 = 65 ºС:
𝑞тр.1г = 46 Вт/м; 𝑙тр.1г = 1 м;
𝑞тр.1в = 35 Вт/м; 𝑙тр.1в = 1 м
𝑞тр.0г = 71 Вт/м; 𝑙тр.0г = 1 м;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
30
𝑞тр.0в = 55 Вт/м; 𝑙тр.0в = 1 м;
По формуле (31)
𝑞подв = 46 ∙ 1 + 35 ∙ 1 + 71 ∙ 1 + 55 ∙ 1 = 207 Вт;
По формуле (30) определим полезную теплоотдачу от трубопроводов:
= 4347 Вт.
𝑄тр = 207 ∙ 21
Проверим выполнение условия (23):
𝑄пр.𝑟𝑒𝑞 = (12288 − 0,9 ∙ 4347) ∙ 1,08 ∙ 1,1 = 9950Вт,
𝑄пр ·𝑁пр = 489 · 21 = 10269 Вт
9950 ≤ 10269
Условие
(23)
соблюдается,
следовательно,
расчет
количества
отопительных приборов был произведен верно.
Фактическую суммарную нагрузку на систему отопления определим по
формуле:
𝑄′ℎ𝑒𝑎𝑡 = 𝑄пр ·𝑁пр + 0,9 ∙ 𝑄тр = 10269 + 0,9 · 4347 = 14181 Вт.
5. Гидравлический расчет системы отопления
В соответствии с заданием принята система отопления центральная
водяная, двухтрубная, с верхней разводкой. Для упрощения гидравлического
расчета примем систему с попутным движением теплоносителя. В
соответствии с параграфом 8.3 [9] при гидравлическом расчете системы
отопления с попутным движением воды в магистралях расчет производится
не только для основного циркуляционного кольца, но и двух второстепенных
– через ближний и дальний прибор.
Уточним расход теплоносителя через отопительный прибор по формуле:
𝐺пр =
𝑄пр ∙ 3600
, кг/ч,
4187 ∙ (𝑡1 − 𝛥𝑡м − 𝑡0 )
(32)
где 𝑄пр – фактическая мощность отопительного прибора, рассчитанная в
предыдущем разделе, Вт,
4187 – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·ºС);
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
31
𝑡1 , 𝛥𝑡м , 𝑡0 – то же, что и в предыдущем разделе, ºС.
По формуле (32):
𝐺пр =
489 ∙ 3600
4187 ∙ (85 − 1 − 65)
= 22,13 кг/ч,
Гидравлический расчет системы будем вести по удельным линейным
потерям давления.
В соответствии с разделом 10.9 [8], среднее ориентировочное значение
удельной потери давления определяется по формуле:
𝑅ср =
(1 − 𝑝местн ) · ∆𝑃расп
, Па/м,
∑ 𝑙𝑖
(33)
где 𝑝местн – ориентировочная доля местных потерь в системе; примем
𝑝местн = 0,35;
∆𝑃расп – располагаемый перепад давления в системе, Па. Примем
∆𝑃расп = 10000 Па;
∑ 𝑙𝑖 – суммарная длина трассы (всех расчетных участков), м. В соответствии
с планом
∑ 𝑙𝑖 = 55 м.
Определим среднее ориентировочное значение удельной
потери
давления по формуле (33):
(1 − 0,35) · 10000
= 118 Па/м.
55
На это значение будем ориентироваться в дальнейшем при определении
𝑅ср =
линейного падения давления.
В соответствии с параграфом 49 [10] падение давления, вызванное
трением и местными сопротивлениями, измеряется в долях динамического
давления и выражается формулой:
𝜆тр.𝑖
𝜔𝑖2 ∙ 𝜌
𝛥𝑃𝑖 = (
∙ 𝑙 + ∑ 𝜁𝑖 ) ∙
= 𝑅тр.𝑖 ∙ 𝑙𝑖 + 𝑍𝑖 , Па,
𝑑тр.𝑖 𝑖
2
(34)
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
32
где 𝜆тр.𝑖 – коэффициент гидравлического трения, определяющий в долях
динамического давления линейную потерю давления на длине трубопровода,
равной его диаметру;
𝑙𝑖 – длина участка сети, м;
∑ 𝜁𝑖 – сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом
участке, определяется по справочным данным;
𝜔𝑖 – скорость жидкости в трубопроводе, м/с;
𝜌 – плотность жидкости, кг/м3; примем
𝜌 = 980 кг/м3;
𝑑тр.𝑖 – внутренний диаметр трубопровода, м;
𝑅тр.𝑖 – линейное падение давления вследствие трения о стенки трубы, Па/м;
𝑍𝑖 – падение давления на преодоление местных сопротивлений, Па.
В соответствии с параграфом 50 [10] коэффициент гидравлического
трения подчиняется различным алгоритмам в зависимости от режима
течения жидкости.
Для гидравлически гладких труб:
𝜆тр.𝑖 =
1,01
,
lg(𝑅𝑒)2,5
(35)
где 𝑅𝑒 – число Рейнольдса, определяющее режим течения.
В переходной области течения коэффициент гидравлического трения
определяется по формуле:
−0,125
𝜆тр.𝑖
𝑑тр.𝑖
= 0,343 (
)
𝑘ш
∙ 𝑅𝑒 −0,17 ,
(36)
где 𝑘ш – абсолютная шероховатость трубопровода, 𝑘ш = 0,2 мм.
В области квадратичного закона коэффициент гидравлического трения
определяется по формуле:
𝜆тр.𝑖 =
1
𝑑тр.𝑖 2 .
(1,14 + 2 ∙ 𝑙𝑔
)
𝑘ш
(37)
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
33
Первое переходное число Рейнольдса, определяющее переход от
области гладких труб к переходной области определяется по формуле:
1,56
𝑅𝑒1.пр
𝑑тр.𝑖
= 0,367 · (
)
𝑘ш
.
(38)
Второе переходное число Рейнольдса, от переходной области к области
квадратичного закона определяется по формуле:
𝑅𝑒2.пр = 150 ·
𝑑тр.𝑖
.
𝑘ш
(39)
Таким образом, при определении коэффициента гидравлического трения
определяется фактическое число Рейнольдса по формуле
𝑅𝑒𝑖 =
𝜔𝑖 · 𝑑тр.𝑖
,
𝜈вязк
(40)
где 𝜈вязк – кинематический коэффициент вязкости, м2/с, примем
𝜈вязк = 0,37 · 10-6 м2/с;
сравнивается со значениями, полученными по формулам (38) и (39), после
чего выбирается расчетная формула (35), (36)или (37).
Коэффициенты местных сопротивлений в соответствии с таблицей II.11
[8]
Таблица 4 – Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений
Тип
Внезапное расширение
Внезапное сужение
Тройник, проход
Эскиз
Значение
1
0,5
1
Тройник, ответвление
1,5
Тройник, объединение
3
Отвод, 90°
Радиатор
1,5
2
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
34
Скорость жидкости в трубопроводе определим по формуле:
𝜔𝑖 =
𝐺𝑖
𝜌 · 3600 · (3,14 · 𝑑тр.𝑖 2 /4)
, м/с,
(41)
где 𝐺𝑖 – расход теплоносителя на i-том участке, кг/ч.
Вследствие громоздкости расчетов по формулам (33) - (41) представим
расчеты в виде таблицы:
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
35
Изм.
Подпись
Дата
ТГТУ 140106.064 ПЗ
464,73
442,6
420,47
398,34
376,21
354,08
331,95
309,82
287,69
265,56
243,43
221,3
199,17
177,04
154,91
132,78
110,65
88,52
66,39
44,26
22,13
0,16
0,40
0,38
0,36
0,34
0,32
0,30
0,28
0,26
0,24
0,22
0,20
0,32
0,28
0,25
0,21
0,18
0,14
0,11
0,07
0,04
13838
21622
20541
19459
18378
17297
16216
15135
14054
12973
11892
10811
12973
11351
10135
8514
7297
5676
4459
2838
1622
1007
484
484
484
484
484
484
484
484
484
484
484
309
309
309
309
309
309
309
309
309
24000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,05
0,05
0,05
0,06
14
148
134
120
107
95
83
73
63
54
46
39
140
107
85
62
47
29
19
8
3
2
3
1
2
2
2
1
2
5
2
2
2
1
2
1
2
5
5
4
5
1
4,5
2
1
1
1
1
1
2,5
1
1
1
2,5
1,5
1
1
1
4
2,5
2,5
2,5
7,5
𝛥𝑃𝑖 ,
Па
𝑍𝑖 ,
Па
∑ 𝜁𝑖
𝑙𝑖 , м
𝑅тр.𝑖 ,
Па/м
𝜆тр.𝑖
𝑅𝑒2.пр
𝑅𝑒1.пр
𝑅𝑒𝑖
32
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
15
15
15
15
15
15
15
15
15
𝜔𝑖 ,
м/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
𝐺𝑖 ,
кг/ч
𝑑тр.𝑖 ,
мм
№ докум.
№
Лист
Таблица 5 – Гидравлический расчет системы отопления
56
157
71
64
57
50
44
96
33
28
24
49
75
38
31
22
64
24
15
6
6
84
601
205
304
271
240
127
242
348
136
116
127
215
252
116
146
299
169
91
46
9
Лист
36
№ докум.
Подпись
Дата
ТГТУ 140106.064 ПЗ
22,13
44,26
66,39
88,52
110,65
132,78
154,91
177,04
199,17
221,3
243,43
265,56
287,69
309,82
331,95
354,08
376,21
398,34
420,47
442,6
464,73
22,13
0,04
0,07
0,11
0,14
0,18
0,21
0,25
0,28
0,32
0,20
0,22
0,24
0,26
0,28
0,30
0,32
0,34
0,36
0,38
0,40
0,16
0,04
1622
2838
4459
5676
7297
8514
10135
11351
12973
10811
11892
12973
14054
15135
16216
17297
18378
19459
20541
21622
13838
1622
309
309
309
309
309
309
309
309
309
484
484
484
484
484
484
484
484
484
484
484
1007
309
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
11250
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
24000
11250
0,06
0,05
0,05
0,05
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,04
0,06
3
8
19
29
47
62
85
107
140
39
46
54
63
73
83
95
107
120
134
148
14
3
3
1
2
2
2
1
2
5
2
2
2
1
2
1
2
5
5
4
5
1
2
2
6
3
3
3
3
3
4,5
9
4
3
4,5
3
3
3
3
12
10,5
4,5
4,5
4
9
5
5
7
18
29
48
65
138
346
201
59
107
85
99
115
132
602
595
286
318
314
113
4
𝛥𝑃𝑖 ,
Па
𝑍𝑖 ,
Па
∑ 𝜁𝑖
𝑙𝑖 , м
𝑅тр.𝑖 ,
Па/м
𝜆тр.𝑖
𝑅𝑒2.пр
𝑅𝑒1.пр
𝑅𝑒𝑖
𝜔𝑖 ,
м/с
15
15
15
15
15
15
15
15
15
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
32
15
𝐺𝑖 ,
кг/ч
𝑑тр.𝑖 ,
мм
Лист
№
Изм.
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
10'
11'
12'
13'
14'
15'
16'
17'
18'
19'
20'
21'
Р1
14
15
56
87
142
127
308
881
481
137
199
139
225
188
298
1077
1130
766
988
462
141
10
Лист
37
Падение давления в основном циркуляционном кольце (через девятый
прибор по ходу движения теплоносителя в подающем трубопроводе)
определяется как сумма падений давлений на участках 1-9; Р1 и 9’-21’:
∑ 𝛥𝑃1 = 8663 Па;
Падение давления через ближайший прибор по ходу движения
теплоносителя в подающем трубопроводе определяется как сумма падений
давлений на участках 1; 1’-21’.
∑ 𝛥𝑃2 = 7945 Па;
Падение
давления
через
дальний
прибор
по
ходу
движения
теплоносителя в подающем трубопроводе определяется как сумма падений
давлений на участках 1-21; 21’.
∑ 𝛥𝑃3 = 4285 Па.
Как мы видим, падение давления через ближайший прибор почти в два
раза
превышает
падение
давления
через
дальний
прибор,
причем
максимальным падением давления является падение давления через
ближайший прибор. Это связано большим числом местных сопротивлений на
обратном трубопроводе. Избытки давления на отопительных приборах будут
гаситься при помощи регулировочной арматуры, установленной на этих
приборах.
Получившаяся
большая
потеря
давления
меньше
расчетного
располагаемого перепада давлений:
∆𝑃расп < ∑ 𝛥𝑃2 ;
следовательно, расчет произведен верно.
Построим пьезометрический график системы отопления на основе
полученных данных. При этом примем, что расширительный бак в системе
находится перед всасывающим патрубком циркуляционного насоса, в таком
случае линия статического напора S-S на пьезометрическом графике будет
располагаться в нижней его части, то есть система по всей протяженности
работает под подпором.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
38
Также примем для здания поддерживаемое статическое давление
равным
∆𝑃стат = 100000 Па.
6. Расчет тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения
Наиболее рациональным решением проблемы горячего водоснабжения в
нашем
случае
станет
установка
емкостного
водонагревателя,
сглаживающего, по сути, неравномерность пользования горячей водой. В
таком случае достаточно будет произвести расчет среднего часового расхода
воды. В пиковых же режимах потребность в горячей воде будет
компенсироваться
за
счет
воды,
накопленной
в
емкостном
водоподогревателе.
В соответствии с [11] средний часовой расход горячей воды за период
(сутки, смена) максимального водопотребления следует определять по
формуле:
𝑞𝑇ℎ
𝑞𝑢ℎ ∙ 𝑈 ℎ
, м3/ч,
=
ℎ
1000 ∙ 𝑇
(42)
где 𝑞𝑢ℎ - норма расхода горячей воды, л, потребителем в сутки (смену)
наибольшего водопотребления; для бригадного дома по приложению 3 [11]
примем
𝑞𝑢ℎ = 10,4 л;
𝑈 ℎ - число водопотребителей; примем
𝑈 ℎ = 70;
𝑇 ℎ - расчетный период, ч; примем длину смены
𝑇 ℎ = 12 ч.
Таким образом, по формуле (42):
𝑞𝑇ℎ =
10,4 ∙ 70
= 0,06 м3/ч,
1000 ∙ 12
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
39
Тепловую нагрузку системы горячего водоснабжения определим по
формуле:
𝑞𝑇ℎ ∙ 1000
𝑄 = 4187 ∙
∙ (𝑡3 − 𝑡х.в ) , Вт,
3600
ℎ
(43)
где 𝑡3 – температура горячей воды, °C; в соответствии с требованием [11]
принимаем
𝑡3 = 50 °C;
𝑡х.в - температура холодной воды, °C; примем
𝑡х.в = 5 °C.
По формуле (43):
𝑄ℎ = 4187 ∙
0,06 ∙ 1000
∙ (50 − 5) = 3175 Вт.
3600
6.1. Расчет системы вентиляции
В соответствии с приложением М [12] для зданий общественных и
административных минимальный расход наружного воздуха в расчете на
одного человека принимается равным:
𝑙𝑣 = 40 м3/ч.
Расчетное число людей примем как и в предыдущем разделе:
𝑈𝑣 = 𝑈 ℎ = 70;
Таким образом, необходимый расход воздуха определим по формуле:
𝐿𝑣 = 𝑈𝑣 ∙ 𝑙𝑣 , м3/ч,
(44)
Подставим значения в формулу (44):
𝐿𝑣 = 70 ∙ 40 = 2800 м3/ч.
(45)
Как мы видим, необходимый расход воздуха меньше расхода,
поступающего с инфильтрацией. Следовательно, необходимо предусмотреть
мероприятия, направленные на увеличение воздухообмена, такие как
естественное проветривание через форточки и фрамуги.
7. Расчет нетрадиционного источника энергии
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
40
В качестве нетрадиционного источника энергии примем малую
гидроэнергетическую установку.
Технологическая схема системы отопления и горячего водоснабжения
на базе малой гидроэнергетической установки состоит из турбины,
электрогенератора, приводящегося в действие турбиной, электрического
котла на систему отопления и электрического емкостного водонагревателя на
систему ГВС.
Необходимая электрическая мощность гидроэнергетической установки
составит:
𝑃𝑚 = 𝑄′ℎ𝑒𝑎𝑡 + 𝑄ℎ = 14181 + 3175 = 17356 Вт.
Примем
располагаемый
напор
на
турбине
гидроэнергетической
установки равным
𝐻𝑎 = 10 м;
В соответствии с [13] методика расчета гидроэнергетической установки
выглядит
следующим
образом:
рассчитывается
коэффициент
быстроходности:
𝑟𝑗 ∙ (𝑁𝑗 ∙ 𝜂𝑗 )1/2
,
ℒ=
𝑅𝑗 ∙ 0,68
(46)
где 𝑟𝑗 – радиус сопла, м;
𝑅𝑗 – радиус колеса турбины, м;
𝑁𝑗 – количество сопл; примем
𝑁𝑗 = 1;
𝜂𝑗 – коэффициент полезного действия турбины, примем
𝜂𝑗 = 0,9
На практике, как правило, используются колеса с размером лопасти,
определяемым соотношением:
𝑅𝑗 / 𝑟𝑗 > 10;
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
41
так как при большем размере лопастей ухудшаются условия их обтекания;
примем
𝑅𝑗 / 𝑟𝑗 = 12;
По формуле (46) определим коэффициент быстроходности турбины:
1 ∙ (1 ∙ 0,9)1/2
= 0,12.
ℒ=
12 ∙ 0,68
Оптимальную угловую скорость вращения колеса определим по
формуле:
𝜔𝑗 = ℒ ∙ 𝜌1/2 ∙ (9,81 ∙ 𝐻𝑎 )5/4 ∙ 𝑃𝑚 −1/2 , рад/с,
(47)
где 𝜌 – плотность жидкости, кг/м3; для воды
𝜌 = 1000 кг/м3.
Определим оптимальную угловую скорость по формуле (47):
𝜔𝑗 = 0,12 ∙ 10001/2 ∙ (9,81 ∙ 10)5/4 ∙ 17356−1/2
= 9 рад/с,
Скорость воды в водоводе определим по формуле:
𝑢𝑗 = (2 ∙ 9,81 ∙ 𝐻𝑎 )1/2 , м/с,
(48)
Подставим значения в формулу (48):
𝑢𝑗 = (2 ∙ 9,81 ∙ 10)1/2
14 = м/с.
Радиус колеса турбины определим по формуле:
𝑅𝑗 = (1/2) ∙ 𝑢𝑗 /𝜔𝑗 , м,
(49)
Подставим значения в формулу (49):
𝑅𝑗 = (1/2) ∙ 14/9 = 0,78 м.
Тогда радиус сопла составит:
𝑟𝑗 = 𝑅𝑗 /12 = 0,78 / 12 = 0,06.
Итак, мы подобрали основные конструктивные параметры малой
гидроэнергетической установки, по которым возможно осуществить выбор
конкретной модели.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение, подытожим предыдущие разделы.
В рамках данной курсовой работы было выполнено следующее:
- Был произведен расчет ограждающих конструкций зданий, в
частности,
расчет
теплопередачи,
нормируемых
расчет
на
и
ограничение
фактических
конденсации
сопротивлений
влаги,
расчет
инфильтрации, теплопоступлений; расчет потерь теплоты зданием в целом.
- Была уточнена тепловая мощность отопительных приборов, полезная
теплопередача трубопроводов внутри здания; подобрано необходимое
количество отопительных приборов.
-
Была
рассчитана
гидравлическая
сеть
системы
отопления
в
соответствии с заданной схемой разводки и принятой трассировкой;
подобраны диаметры трубопроводов.
- Были рассчитаны системы вентиляции и горячего водоснабжения;
определена суммарная мощность систем отопления и ГВС.
- В соответствии с потребной мощностью была разработана схема с
использованием малой гидроэнергетической установки.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
43
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. – Взамен СНиП II-3-79*;
Приняты постановлением Госстроя РФ от 26.06.2003 N 113.
2. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - Взамен СНиП 2.01.0182; Введены в действие с 1 января 2000 г. постановлением Госстроя России
от 11.06.99 г. № 45.
3. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника; в ред. Изменений, утв.
Постановлением Госстроя СССР от 19.12.1985 N 241, Изменения N 3,
введенного в действие постановлением Минстроя РФ от 11.08.1995 N 18-81,
и Изменения N 4, утв. Постановлением Госстроя РФ от 19.01.1998 N 18-8.
4.
ГОСТ
12.1.005-88.
ССБТ.
Общие
санитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны. Дата введения 1989-01-01.
5. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещении. Дата введения 01.03.1999.
6. Малявина Е.Г. Теплопотери здания. Справочное пособие. М., «АВОКПРЕСС», 2007.
7. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Является переизданием СНиП 2.04.05-91 с изменением № 1, утвержденным
постановлением Госстроя России от 21 января 1994 г. № 18-3, и изменением
№ 2, утвержденным постановлением Госстроя России от 15 мая 1997 г. № 1811.
8. Богословский В. Н. Справочник проектировщика. Внутренние
санитарно-технические устройства. В трех частях. Ч. I. Отопление/ В.Н.
Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др. – М.: Стройиздат, 1990. –
344 с.
9. Сканави А. Н. Отопление/ А. Н. Сканави, Л.М. Махов. – М.: АСВ,
2002. – 576 с.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
44
10. Каменев П. Н. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х ч.
Ч. I. Отопление. Изд. 3-е, перераб. и доп./П. Н. Каменев, А. Н. Сканави, В. Н.
Богословский и др. – М.: Стройиздат, 1975. - 483 с.
11. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. Является переизданием СНиП 2.04.01-85
с изменениями
№ 1, 2,
утвержденными постановлением Госстроя СССР от 28 ноября 1991 г. № 20,
от 11 июля 1996 г. № 18-46 и поправками, введенными письмом Госстроя
СССР от 6 мая 1987 г. № АЧ-2358-8.
12. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. –
принят и введен в действие с 01.01.2004 г. постановлением Госстроя России
от 26 июня 2003 г. № 115.
13. Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии/Дж. Твайделл, А.
Уэйр. – М.: Энергоатомиздат. 1990. - 392 с.
Лист
ТГТУ 140106.064 ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
45