Курсовая работа специальности 08.02.07.

СОДЕРЖАНИЕ

                           
         
ВВЕДЕНИЕ

Каким бы ни было здание, большим или маленьким, чтобы в нем было уютно и тепло круглый год, необходимо надежное и удобное отопление. С развитием строительства в последние годы, наряду с поиском архитектурно - планировочных решений строений, на первый план выходят требования по обеспечению комфорта находящихся в них людей.

Одной из основных задач в этой области являются системы отопления, отвечающие современным требованиям.

Под современными требованиями подразумевается:

1. Высокая эффективность системы.

2. Экономичность.

3. Возможность автоматического регулирования и создания максимально комфортных условий проживания.

4. Возможность получения необходимого количества горячей воды.

Отопительные системы разрешают одну из задач по созданию искусственного климата в помещениях. Они служат для поддержания заданной температуры воздуха во внутренних помещениях зданий в холодное время года.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, паровое, и другие. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

 1 ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Отопительная система — это, пожалуй, самый сложный инженерный проект в структуре дома. И основным показателем эффективности ее работы является стабильность температуры, комфортной для проживания человека. Постоянно совершенствуясь, разные виды отопления пополняются все новыми вариантами обогрева помещений.

 Радиаторное отопление

 Это один из самых первых вариантов, который стал использоваться человеком для обогрева многоквартирных домов и частных построек. Способ обогрева с помощью батарей, конечно, не идеален. И основной его недостаток заключается в неравномерном распределении тепла в комнате. Возле самого радиатора ощущается приличная жара, тогда как в отдаленном углу тепла явно недостаточно.

Тёплые полы      

 «Теплый» пол обрел свою популярность благодаря многим достоинствам: Равномерное распределение температуры по всему объему помещения. Стало возможным ступать по полу босыми ногами, а теплый воздух, направляясь снизу вверх, не оставляет места для холодных зон. Проведенные исследования показали, что на уровне пола воздух прогревается до 25 градусов, на высоте человеческого роста его температура становится 23 градуса, а под потолком она понижается до отметки в 20 градусов.

Воздушное отопление

Отопление помещений горячим воздухом использовалось еще с незапамятных времен. На Руси источником тепла при этом была легендарная русская печка.

Сегодня метод претерпел изменения, и горячий воздух подается в раздельные комнаты по специально оборудованным каналам

2 ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Двухтрубная система получила подобное название из-за того, что теплоноситель по одной трубе подается к радиаторам, по другой — удаляется. Отопительные приборы соединяются параллельно, и температура в них не зависит от расстояния до коллектора или котла.

Они бывают двух типов – вертикальные и горизонтальные. Первые применяют в многоэтажных домах с высоким, хорошо оборудованным чердаком, в котором можно разместить и сети и оборудование. В этом случае все отопительные приборы на этаже присоединяются к вертикальному стояку. При такой схеме отсутствуют воздушные пробки и проще эксплуатация. Но она обойдется на 15-20% дороже, так как монтаж намного сложнее горизонтального аналога и потребуется больше труб. Горизонтальную схему отопления применяют в домах с большой площадью, малым количеством простенков и пологой крышей, где на чердаке нет возможности разместить коммуникации и оборудование. По этой схеме радиаторы присоединяют к горизонтально проложенному трубопроводу, а стояки разводки прокладывают в нежилых помещениях, коридорах и кладовках. Основным принципиальным отличием двухтрубной системы отопления считается наличие двух веток трубопровода. По одной ветке нагретая в котле вода транспортируется и распределяется по регистрам и отопительным приборам. По второй теплоноситель, отдавший тепло, возвращается обратно в генератор тепла.

          3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет теплопотерь помещений здания

Расчет теплопотерь помещений через наружные ограждающие конструкции по укрупнённым показателям.

Площадь здания S=a*b,                                                        (1)

где a-длина здания. a=13,5м

b- ширина здания, b=26,4м

S=13,5*26,4=356,4м²

Принимаем площадь здания S=356м²

Определяем объём здания

Vн=S*h,                                                                                           (2)

где h – высота этажа, h=2,8м

Vн=356*2,8=997м³

Площадь наружных стен составит А , м²     

А=а* h*2+ b* h*2                                                                             (3)

А=13,5*2,8*2+26,4*2,8*2=223,4м²

Удельная тепловая характеристика жилого дома  Вт/( м³ *К)

ггде Vн- объем здания, м³

S- площадь здания, м² ,S=108 м² 

d- доля остекления здания, ( d=0,2 м²

А= площадь наружных стен , А=223,4м^2.

Определить коэффициент учета района строительства здания.

где tв – температура воздуха внутри здания, tв=20⁰ С;               (5)                                          

tн – температура воздуха снаружи здания, tн=-30⁰ С;

Ориентировочные значения теплопотерь здания.Вт,

Q=a*Vн* q*(tв- tн)                                 ;                                     (6)

Q=0,41*997*0,77*(20-(-30) =15738 Вт    ;

3.1.2 Расчет тепловых потерь жилой комнаты с дальнейшей экстраполяцией на остальные помещения

Расчетные данные выбираем из СНиП 23-01-99

Характер здания - жилой одноэтажный дом

Характеристика помещения – жилые комнаты, расчетная температура - tв =20⁰ С

Коэффициенты теплопередачи: стен Кст=0,26 Вт/( м² *К), чердачного перекрытия Кчер=0,2Вт/( м² *К), пола над подвалом Кпл=0,25 Вт/( м² *К), и окон Ко=1,38 Вт/( м² *К),

 Исходя из схемы здания суммарная площадь наружных стен, пола и окон помещения

Fст= 21м²,

Fпола= 14м²,

Fо= 3 м²  ;

Поэтому рассчитываем Fст, F пола, Fо  и экстраполяцией на остальные помещения

Расход поступающего воздуха =3 м³ /ч на 1м площади помещения

Тепловые потери через ограждающие конструкции стен жилого помещения составят Qст, Вт:

Qст= Fст* Кст*(tв- tн)*n ;

где n- коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности к наружному воздуху, n=1,1

Qст=25*0,26*50*1,1=300 Вт ;

Тепловые потери через ограждающие конструкции пола:

Qпола=14*0,25*(20-4)*1,1=61,6Вт ;

 Qокон=3*1,38*(20-(-30))*1,1=228Вт         ;

Кроме тепловых потерь за счет теплопередачи необходимо учитывать и тепловые потери за счсет нагрева поступающего наружного воздуха

Qнв=0,28*L*p*c**(tв- tн)                ;                                                   (7)

где L- расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом, для жилых зданий L=54 м³ /ч ,

p –плотность наружного воздуха, кг/ м³,p=1,204 кг/ м³

с-коэффициент принять с=1

Qнв=0,28*54*1,204*1*(20-(-30))=688Вт ;

При расчете тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать регулярные теплопоступления в помещение от бытовых электроприборов. коммуникаций, тела человека и т.д.

Qбыт=21* Fпола=21*14=294Вт      ;                                                    (8)

В соответствии с полученными данными в рассматриваемом помещении суммарные потери:

Σ Q= (Qст+ Qпола+ Qокон)+ Qнв – Qбыт ;                                                      (9)

Σ Q=(300+61,6+228)+910-294=1205,6Вт                     

 Используя метод экстраполяции, пропорции находим общие теплопотерь всех помещений здания любого назначения и результаты лягут в основу

Тогда с учетом сохранённых объемов тепла в средних помещениях, 9300Вт.

3.2 Расчет отопительных приборов

Отопительные приборы следует размещать под окнами.

Определим необходимое число секций радиатора М-140 в нагревательном приборе, для отопления помещения с теплопотерей 226000Вт.Температура воды, входящая в нагревательные приборы t_BX=95°C, темпе, воды, выходящая из нагревательного прибора, t_BIJX=7O°C.Рассчитать среднюю температуру теплоносителя в приборах t_cpT, °C

Разница средней температуры теплоносителя в приборе и воздуха в помещении, ⁰ С

t_р- t_B=82,5-20=62,5°С ;

Нагревательные приборы измеряются в квадратных метрах их поверхности нагрева. Поверхностью нагрева нагревательного прибора следует считать поверхность, соприкасающуюся с окружающим воздухом. Поверхность нагрева нагревательных приборов, необходимая для отопления помещения, определяется по формуле, м²

где R – коэффициент теплопередачи прибора, равный тепловому потоку, поступающему в помещение с 1 м² поверхности нагрева прибора при разности между средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха в 1 град., для М-140, R=9,76Вт/м²трад.

Определить число секций в приборе п

где f- поверхность нагрева одной секции, f=0,254м²

3.3 Гидравлический расчёт системы отопления.

Циркуляционный насос, предназначенный для перемещения воды по системе, должен иметь производительность, соответствующую тепломощности системы Qпом и разности температур горячей и охлажденной воды.

Производительность насоса определяется по формуле, м’/сек

где Ст удельная массовая теплоемкость воды, Ст=4,18Дж/(кг*град); t_r—расчетная температура горячей воды, t_r = 95°С;

t₀ — расчетная температура охлажденной воды, t₀ = 70°С;

р плотность охлажденной воды при температуре 70°С ,
р= 877,81 кг/м3.

Насос подбирается по производительности и давлению с помощью        соответствующих каталогов заводов-изготовителей.  В системах отопления для обеспечения циркуляции воды используются диагональные насосы марки ЦНИПС

Эти насосы соединяются на одном валу с фланцевым электродвигателем мощностью N=0,25kB, что превышает потребляемую мощность.

Описание насосов марки ЦНИПС.

Насосы приводятся в движение электродвигателями. Насосы соединяются с электродвигателями при помощи эластичных муфт (при соединении насоса и электродви­гателя на одном валу) или при помощи ременной передачи.

Ориентировочно диаметр d участка трубопровода водяной системы отопления может быть определен по формуле, м

где mt-массовый расход воды на участке;

Vm-массовая скорость, кг/(сек-м2), принимаемая по следующим данным в зависимости от внутреннего диаметра трубы: Vm=650 кг/(сек-м²)

Массовый расход воды на участке, равный теплоотдаче всех нагревательных приборов, расположенных за данным участком по ходу движения теплоносителя, поделенной на произведение удельной массовой теплоемкости воды и разности температур горячей и обратной воды в системе, кг/сек

По формуле (15) диаметр участка трубопровода, м

Подбирается d =0,002м=20мм

Определяем диаметра трубы для отопления, уточнённый расчет

Согласно данным строительного чертежа длина трубопровода составляет, м

Σ L=2*a+2*b                                                                     (16)

        Σ L= 13,6*2+7,9*2=43м

Поворотных углов 4шт.

Рассчитав потерю напора по длине трубопровода. По предыдущему расчету выбрать d=0,02м=20мм металлопластиковой трубы, толщина стенки 3мм, т.е. наружный диаметр 26мм. ГОСТ

Найти скорость движения воды, м/с(17)

Находится число Рейнольдса.                                    

где ν - вязкость воды при температуре 50 °C, v = 0,000 000 658 Па с

Коэффициент гидравлического трения,, λ                  

Δэ - коэффициент для пластиковой трубы, Δэ =0,005мм-0,000005м.

Насос выдает давление 2м

Потери напора на поворотах, м

где V- средняя скорость потока в трубе, принимается V =0,4м/с; ξ –коэффициент гидравлического сопротивления, ξ=1

Число поворотов 4, тогда 0,004*4=0,0016м

Потери на местные сопротивления принимаются как 0,3 от потерь по длине h_м=0,3 h,    

h_м =0,3* 0,29 = 0,087 ;                                                (23)

Общие потери напора составят h_м, м

h_Σ = h+ h_м ;                                                                   (24)

h_Σ =0,29+ 0,017=0.577 ≤ 1м ;

4 МОНТАЖ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Начинают сборку двухтрубной горизонтальной системы отопления с установки котла. Делается это по инструкции, предоставленной производителем. К газопроводу котел самостоятельно подключать нельзя.

Монтируется трубопровод. Сначала протягивают подающий, затем обратный (ниже подачи). Продающая труба располагается с уклоном в градус на метр в сторону от котла, обратная – к котлу.

Устанавливается расширительный бак. Для системы с принудительной циркуляцией его ставят на трубу, присоединенную к обратной магистрали, и выведенную на чердак. Мембранный бачок можно установить прямо рядом с котлом.

Непосредственно у котла на подающем трубопроводе врезается предохранительный клапан.

Врезаются отводы для радиаторов.

Через байпас (с врезанными тремя кранами) устанавливается циркуляционный насос (на обратной магистрали).

Монтируются радиаторы.

Батареи присоединяются к трубопроводу. Можно использовать боковой, диагональный или нижний метод подключения.

5 ИСПЫТАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Испытания системы отопления производят после окончания монтажных работ. Но сначала все трубопроводы санитарно-технических систем должны быть промыты.

Гидростатические испытания системы отопления производят путем заполнения всех элементов системы водой (при полном удалении воздуха), повышения давления до пробного, выдержки системы под пробным давлением в течение определенного времени, снижения давления и при необходимости опорожнения системы. Гидростатическое испытание безопасно: систему опробуют в условиях, наиболее приближенных к рабочим. Однако такое испытание требует подачи воды в здание для наполнения санитарно-технической системы, что неприемлемо. При нарушении герметичности возможно затопление помещений, подмачивание строительных конструкций; в зимнее время возможно замерзание воды в трубах и их “размораживание”.

Поэтому гидростатические испытания систем отопления, теплоснабжения, котлов, водонагревателей выполняют при положительной температуре в помещениях здания. Температура воды, которой заполняют систему, должна быть не ниже 278°К (5°С).

Манометрические испытания отопления проводят, наполняя систему отопления сжатым воздухом под давлением, равным пробному, и выдерживая ее под этим давлением в течение определенного периода, затем давление снижают до атмосферного.

Для испытаний применяют пневмогидравлический агрегат ЦСТМ-10 в виде двухосного прицепа, на котором смонтированы емкость объемом 2,5 м3 и все оборудование для испытаний.

6 ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Смонтированную систему отопления подвергают внешнему осмотру в целях проверки качества монтажа, надежности крепления всех элементов системы отопления и особенно магистральных трубопроводов, масса, которых увеличивается при заполнении водой. После внешнего осмотра систему отопления испытывают с помощью гидравлического пресса, присоединенного к системе отопления и водопроводу.

В процессе эксплуатации системы специально назначенной комиссией осуществляется окончательная приемка системы с тщательной проверкой наличия арматуры, контрольно-измерительных приборов, насосов, электродвигателей, соответствия их марок, производительности и мощности проектным, наличия и исправности изоляции и составлением акта приемки-сдачи системы в эксплуатацию.

Работу системы отопления контролируют с помощью контрольно-измерительных приборов и регулируют в соответствии с изменением метеорологических условий (температуры, воздуха, скорости и направления ветра и т.п.), а также тепловыделений технологического оборудования. При этом проводят качественную и количественную регулировку подачи теплоты в нагревательные приборы изменением параметров и количества теплоносителя, поступающего в них. Кроме того, следят за работой электродвигателей, насосов, вентиляторов, конденсатоотводчиков, за наличием воды в расширительном баке, исправностью тепловой изоляции, трубопроводов и арматуры.

Мелкий текущий ремонт отопления осуществляют по мере необходимости. Капитальный ремонт системы проводят по заранее составленному плану и только в летнее время.

   7 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

   Для безопасного осуществления монтажа систем отопления требуется выполнение работниками техники безопасности. Для предотвращения несчастных случаев каждый рабочий обязан знать и исполнять неопасные технические приемы. Независимо от применяемых материалов   существуют общие принципы организации безопасной работы.

   Травматизм на рабочем месте чаще всего происходит из-за неправильной организации работ и допуска на объект сотрудников без предварительного инструктажа. Неисправные инструменты, монтажные приспособления и неправильное их обслуживание также играют важную роль в получении травм. Правила техники безопасности при работе со слесарным инструментом и электроинструментом. Запрещено использовать в работе несоответствующий или неисправный инструмент. При подготовительных работах проверка совпадения отверстий в монтируемых деталях производится специальным инструментом. Не допускается проверять пальцами рук. Перед проведением монтажа проверяется исправность и укомплектованность необходимыми приспособлениями и инструментами.

Запрещается использование зубил со сбитыми затылками.

В случае монтажа метало-полимерных труб необходимо руководствоваться правилами работы с данным материалом. Так как они поддаются горению, в целях безопасности зона работ должна быть оснащена средствами пожаротушения. Не допускается проведение электросварочных работ на расстоянии менее 2 метров от метало-полимерных труб. Нельзя использовать отвертки, ножовки и напильники без ручек. Работники, проводящие гидравлические испытания отопительной системы, должны находится на безопасном расстоянии. Не допускается работать возле токоведущих участков, которые не защищены ограждениями. Пренебрежение работниками правил техники безопасности при проведении монтажных работ систем отопления может повлечь за собой травматизм.

     Список литературы

1.Фокин С.В., Шпортько О.Н. Сантехнические работы.- М.: КноРус, 2016

2.Орлов К.С. Монтаж санитарно-технических и вентиляционных систем и оборудования.- М.: ПрофОбрИздат, 2012

3.Сибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.- М.: Академия, 2009

4.Орлов К.С. Материалы и изделия для санитарно-технических устройств и систем обеспечения микроклимата. – М.: Форум-Инфра-М, 2016

5.Варфоломеев Ю.М., Орлов В.А. Санитарно-техническое оборудование зданий .- М.: Форум-Инфра-М, 2017

6.http://webkonspect.com/?room=profile&id=3959&labelid=33303

7.http://sovet-ingenera.com/santeh/razvodka/razvodka-vodoprovoda-v-kvartire.html

8.http://dretun.ru/hardworking/voda/vodo-shema/

Скачано с www.znanio.ru