Сохрани и опубликуйсвоё исследование
О проекте | Cоглашение | Партнёры
выпускная бакалаврская работа по направлению подготовки : 08.03.01 - Строительство
Источник: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»
Комментировать 0
Рецензировать 0
Скачать - 3,4 МБ
Enter the password to open this PDF file:
-
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» Инженерная школа Кафедра инженерных систем зданий и сооружений Бурлак Евгения Викторовна РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА СИСТЕМ ТЕПЛО- И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЖИЛОГО ДОМА НА БАЗЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА по образовательной программе подготовки бакалавров по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» «Теплогазоснабжение и вентиляция» г. Владивосток 2018
Студент ___________________ Руководитель ВКР канд.техн.наук,доцент (должность, ученое звание) подпись июня «25» 2018г. ________________ (подпись) «25» «Допустить к защите» Руководитель ОП _канд.техн.наук, доцент_ ( ученое звание) ______________ (подпись) (и. о.ф) июня «25» В.П. Черненков 2018 г. Зав. кафедрой _канд.техн.наук, доцент_ ( ученое звание) ______________ (подпись) А.В. Кобзарь (и. о.ф) июня «25» 2018 г. Защищена в ГЭК с оценкой________________ Секретарь ГЭК ____________ подпись «25» Н.С. Ткач И.О.Фамилия июня 2018г. Журмилова И.А. (ФИО) июня 2018г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА Кафедра инженерных систем зданий и сооружений УТВЕРЖДЕНО Руководитель ОП, канд.техн.наук, профессор (ученая степень, должность) _____________ Черненков В. П. (подпись) (ФИО) «___» __________ 2018 г. Заведующий кафедрой, канд.техн.наук, доцент (ученая степень, звание) __________________ Кобзарь А. В. (подпись) (ФИО) «____» _________ 2018 г. ЗАДАНИЕ на выпускную квалификационную работу Студенту (ке) Бурлак Евгения Викторовна (Фамилия, Имя, Отчество) Группа Б3431д (номер группы) 1. Наименование темы Разработка проекта систем тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома на базе возобновляемых источников энергии 2. Основания для разработки Приказ о закреплении темы ВКР от 28.12.2017 г 3. Источники разработки План индивидуального жилого дома 4. Технические требования (параметры) СП 60.13330.2016; СП 131. 1330. 2012; СП 55.13330.2016; СП 50.13330. 2012; СП 31.106.2002; СП 30.13330.2016; СП 20.13330. 2016; Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов нетрадиционных возобновляемых источников энергии. 5. Дополнительные требования Применение энергосберегающих технологий. Создание источника теплоснабжения при отсутствии подключения объекта к централизованным сетям теплоснабжения. 6. Перечень разработанных опросов 1. Выбор возобновляемого источника энергии; 2. Расчеты и проектирование системы отопления; 3. Расчет и конструирование системы вентиляции;
4. Расчет и конструирование системы кондиционирования; 5. Разработка индивидуального теплового пункта; 7. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных плакатов) 1. Характеристика отопительно-вентиляционных систем. Основные показатели по рабочим чертежам марки ОВ. 2. План второго этажа. План первого этажа. План цокольного этажа. 3. План второго этажа. План первого этажа. План цокольного этажа. 4. Блок коллекторный № 2 (9 контуров). Блок коллекторный № 3 (8 контуров). Блок коллекторный № 1*. Блок коллекторный № 1 (4 контура). Принципиальная схема системы отопления. Узел 1. Принципиальная схема системы теплый пол. Конструкция водяного тёплого пола. Конструкция электрического тёплого пола. 5. Схема фанкойлов. Узел 2 Система В1. Система В2.Система В3. Система В4. Система В5. Система В6.Система В8. Система В9.Система П9. Система ПЕ. Схема дренажного трубопровода. Размеры камер статического давления. 6. Принципиальная схема теплового пункта. План скважин вертикальных грунтовых теплообменников. Фрагмент плана кровли в осях А-Е, 5-6. Вид А. Схема скважин вертикальных грунтовых теплообменников. Узел 3. КАЛЕНДАРНЫЙ ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ № п/п 1 2 3 4 5 Наименование этапов дипломного проекта (работы) Разработка главы 1: Возобновляемые источники энергии. Аналитический обзор Разработка главы 2: Определение нагрузки на систему тепло- и холодоснабжения Разработка главы 3: Проектирование систем тепло- холодоснабжения и вентиляции Разработка главы 4: Проектирование источника тепло- и холодоснабжения на базе нетрадиционных источников энергии Разработка графической части Дата выдачи задания 28. 12. 2017 г. Срок представления к защите 23.06.2018 Руководитель ВКР (подпись) Студент (подпись) Срок выполнения 28.01.2018 01.03.2018 12.04.2018 15.05.2018 10.06.2018 Журмилова И.А. (ФИО) Бурлак Е.В. (ФИО) Примечание
Содержание Аннотация .......................................................................................................... 6 Введение............................................................................................................. 8 Глава 1 .............................................................................................................. 11 Возобновляемые источники энергии. Аналитический обзор..................... 11 1.1 Развитие ВИЭ в России ......................................................................... 12 1.2 Солнечная энергия ................................................................................. 15 1.3 Геотермальная энергия .......................................................................... 15 Глава 2 .............................................................................................................. 17 Определение нагрузки на систему тепло- и холодоснабжения ................. 17 2.1 Характеристика объекта проектирования ........................................... 17 2.2 Климатические данные района строительства .................................... 18 2.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха ........................................ 19 2.4 Расчет сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций помещений .......................................................................................... 20 2.5 Расчет тепловых потерь здания ............................................................ 25 2.6 Определение тепловых поступлений в помещение в теплый период года .................................................................................................................. 30 2.7 Определение нагрузки на систему горячего водоснабжения ............ 34 Глава 3 .............................................................................................................. 36 Проектирование систем тепло- холодоснабжения и вентиляции .............. 36 3.1 Система тепло- и холодоснабжения ..................................................... 36 3.1.1 Система фанкойлов...................................................................... 36 3.1.2 Радиаторная система отопления ........................................................ 37 3.1.3 Гидравлический расчет систем фанкойлов и радиаторов ....... 39 3.1.4 Водяной теплый пол .................................................................... 43 3.1.5 Гидравлический расчет системы водяной теплый пол ............ 45 3.1.6 Электроотопление помещений ................................................... 48 3.2 Вентиляция.............................................................................................. 49 4
3.2.1 Аэродинамический расчет системы вентиляции...................... 50 3.2.2 Системы вентиляции .......................................................................... 54 3.2.3 Расчет и подбор приточных и вытяжных решёток .................. 56 Глава 4 .............................................................................................................. 58 Проектирование источника тепло- и холодоснабжения на базе нетрадиционных источников энергии .................................................................... 58 4.1 Расчет вертикального грунтового коллектора .................................... 61 4.2 Гидравлический расчет вертикальных грунтовых коллекторов ....... 63 4.3 Монтаж вертикального грунтового теплообменника и используемые материалы 66 4.4 Проектирование системы плоских солнечных коллекторов ............. 67 4.5 Описание режимов работы источника ................................................. 69 Заключение ...................................................................................................... 73 Список используемых источников................................................................ 74 Приложение А ................................................................................................. 78 Приложение Б .................................................................................................. 89 Приложение В ................................................................................................. 90 Приложение Г .................................................................................................. 91 Приложение Д ................................................................................................. 92 Приложение Е .................................................................................................. 97 Приложение Ж............................................................................................... 100 Приложение И ............................................................................................... 106 Приложение К ............................................................................................... 109 5
Аннотация В соответствии с заданием на выпускную квалификационную работу запроектирована система тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома в г. Находка на базе возобновляемых источников энергии. Запроектированы и рассчитаны системы тепло- холодоснабжения. В проектируемом жилом доме приняты следующие системы: фанкойлы, работа которых, рассчитана на теплый и холодный периоды года, система радиаторного отопления, электрический и водяной теплый пол. Применены следующие системы вентиляции: принудительная вытяжная вентиляция; принудительная приточно-вытяжная вентиляция; естественная приточная вентиляция. Разработан индивидуальный источник тепло- холодоснабжения на базе нетрадиционных источников энергии. Основным источником является тепловой насос, который работает в 2 режимах: в отопительный период в режиме теплоснабжения на системы отопления и горячего водоснабжения; в летний период, благодаря модулю охлаждения, в режиме холодоснабжения. Предусмотрены дополнительные источники энергии – солнечные коллектора для системы горячего водоснабжения и электрический котел на систему отопления. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав, вывода, списка литературы, девяти приложений и шести листов графической части. Работа содержит 73 страниц машинописного текста, 13 таблиц, список литературы из 32 наименований, 5 листов формата А1 и 1 лист формата А4х3 с чертежами. Лист 1: характеристика отопительно-вентиляционных систем. Основные показатели по рабочим чертежам марки ОВ Лист 2: план второго этажа. План первого этажа. План цокольного этажа. Лист 3: план второго этажа. План первого этажа. План цокольного этажа. 6
Лист 4: Блок коллекторный № 2 (9 контуров). Блок коллекторный № 3 (8 контуров). Блок коллекторный № 1*. Блок коллекторный № 1 (4 контура). Принципиальная схема системы отопления. Узел 1. Принципиальная схема системы теплый пол. Конструкция водяного тёплого пола. Конструкция электрического тёплого пола. Лист 5: Схема фанкойлов. Узел 2 Система В1. Система В2. Система В3. Система В4. Система В5. Система В6. Система В8. Система В9. Система П9. Система ПЕ. Схема дренажного трубопровода. Размеры камер статического давления. Лист 6: Принципиальная схема теплового пункта. План скважин вертикальных грунтовых теплообменников. Фрагмент плана кровли в осях А-Е, 5-6. Вид А. Схема скважин вертикальных грунтовых теплообменников. Узел 3. 7
Введение Применение альтернативных источников энергии в технологии теплохолодоснабжения, позволяет частично вытеснить органическое топливо и обеспечить работу системы с минимальными затратами первичной энергии, а так же практически исключить загрязнение экологии [2, 18]. Преимущества применения альтернативных источников энергии будут иметь определяющее значение в формировании конкурентной ситуации на рынке тепло- хладогенерирующего оборудования, как в нашей стране, так и за рубежом [2]. Использование нетрадиционных источников энергии для систем теплоснабжения и холодоснабжения наиболее востребовано на объектах индивидуального строительства и для зданий, не имеющих возможности подключения к центральным тепловым сетям. Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является разработка системы тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома в г. Находка, на базе возобновляемых источников энергии. Проанализировав возможности применения существующих альтернативных источников теплоснабжения, отметив их достоинства и недостатки, выбран наиболее подходящий вариант применимый для проектируемого объекта. Для реализации поставленной цели определены климатические данные г. Находка, расчетные характеристик параметры строительных микроклимата материалов помещений. ограждающих Исходя из конструкций, рассчитано сопротивление теплопередаче. Произведен расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции, определены тепловые поступления в помещениях в теплый период года и рассчитана нагрузка на систему горячего водоснабжения. По результатам расчетов найдены следующие нагрузки: • На систему теплоснабжения – 19695 Вт; • На систему горячего водоснабжения – 27750 Вт; • На систему холодоснабжения – 23600 Вт. 8
Запроектированы системы тепло- холодоснабжения и вентиляции. В проектируемом жилом доме приняты следующие низкотемпературные системы: фанкойлы, работа которых, рассчитана на теплый и холодный периоды года, электрический и водяной теплый пол, радиаторное отопление. Система фанкойлов является основным источником тепло- холодоснабжения и разработана для помещений таких как: гостевая, общая комната, столовая, кухня, детская, главная спальня. К установке приняты двухтрубные канальные фанкойлы фирмы Daikin серии FWB – BT, которые установлены в подшивном потолке. Параметры теплоносителя в холодный период года 55/45 °С, в теплый период года 7/12 °С. Радиаторная система отопления расположена на цокольном этаже в гараже, мастерской и кладовой. Теплоноситель – вода с температурой 55/30°С. Разводка радиаторной системы отопления горизонтальная двухтрубная периметральная с тупиковым движением теплоносителя. Магистральные трубопроводы проложены в конструкции пола вдоль наружных стен здания. Система водяной теплый пол является основным источником обогрева для всех помещений, где установлена, за исключением тех, где находятся фанкойлы. Теплоноситель – вода с параметрами 40/30 °С. Способ укладки трубопровода – «улитка». В качестве основного отопления для ванных комнат и сан. узлов принят электрический теплый пол. К установке принят нагревательный кабель двухжильный DevilflexTM DTIP-10 и DTIP-18. Способ укладки кабеля – «змейка». Применены следующие системы вентиляции: принудительная вытяжная; принудительная приточно-вытяжная с рекуперацией тепла; естественная приточная. Для каждой системы подобрано соответствующее оборудование исходя из особенности применения и аэродинамических характеристик. Разработан источник тепло- и холодоснабжения и принципиальная схема теплового пункта на базе солнечных коллекторов и теплового насоса. Для обеспечения надежной и стабильной работы 9 системы предусмотрен
дополнительный традиционный источник тепловой энергии – электрический котел. Источники теплоснабжения способны работать как совместно, так и раздельно. Геотермальный рассольно – водяной тепловой насос подобран исходя из нагрузки на систему холодоснабжения равной 23,6 кВт, теплоснабжения 20 кВт и части тепловой нагрузки на горячее водоснабжение равную 6 кВт. Электрический котел подобран исходя из тепловой нагрузки здания равной 20 кВт. Плоский солнечный коллектор рассчитан на нагрузку системы горячего водоснабжения равную 16,7 кВт. 10
Глава 1 Возобновляемые источники энергии. Аналитический обзор Возобновляемые источники энергии это те, запасы которых восполняются естественным образом в биосфере Земли. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком. До недавнего времени, вопросы о развитии использования возобновляемых источников энергии в энергетической политике России не рассматривались активно. Ситуация изменилась в связи с уменьшением запасов традиционного энергетического сырья, в то время как потребность в энергоресурсах населения приобрела значительный рост. В 2006 году на одного жителя планеты расходовалось примерно 7 кг у.т. в сутки, т. е. 2,5 т у.т /(челгод) энергоресурсов. По прогнозам, к 2100 году среднее удельное энергопотребление — до 10 т у.т./(чел-год), т. е. в сумме оно достигнет 0,1∙1012 т у.т. в год.[12] Если энергопотребление будет по-прежнему обеспечиваться за счет сжигания органического топлива, то это может привести к истощению природных ресурсов. По результатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии – возобновляемых. [12] В первую очередь к возобновляемым источникам энергии относится солнечная энергия, а также ее производные: энергия ветра, энергия растительной биомассы, энергия водных потоков и т.п. К ним относят также геотермальное тепло, поступающее на поверхность Земли из ее недр, низкопотенциальное тепло окружающей среды, которое можно использовать, например, с помощью тепловых насосов, а также некоторые источники энергии, связанные с жизнедеятельностью человека (тепловые «отходы» 11
жилища, органические отходы промышленных и сельскохозяйственных производств, бытовые отходы и т.п.). [19] Экономический ресурс возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в мире в настоящее время оценивают в 20 млрд т у. т. в год, что в 2 раза превышает объем годовой добычи всех видов ископаемого топлива. Это обстоятельство указывает путь развития энергетики ближайшего будущего. [24] Использование ВИЭ, как правило, не оказывает серьезного негативного воздействия на окружающую среду, в большинстве своем они являются экологически чистыми и повсеместно доступными источниками энергии. [19]. К серьезным недостаткам ВИЭ, препятствующим их большее применение, относятся невысокая плотность энергетических потоков, и их непостоянство во времени и, как следствие этого, появляются значительные затраты связанные с оборудованием, которые обеспечивают сбор, аккумулирование и преобразование энергии. Так, например, плотность потока солнечного излучения на поверхности земли в полдень ясного дня составляет всего около 1 кВт/м2, а ее среднегодовое значение с учетом сезонных и погодных колебаний для самых солнечных районов земного шара не превышает 250 Вт/м2 (для средней полосы России — 120 Вт/м2). Для сравнения, плотность теплового потока на стенки топки современного парового котла достигает нескольких сотен кВт/м2. Тем не менее, технологии использования различных ВИЭ активно развиваются во многих странах мира, многие из них достигли коммерческой зрелости и успешно конкурируют на рынке энергетических услуг, в том числе при производстве электрической и тепловой энергии [19]. 1.1 Развитие ВИЭ в России На данный момент Россия существенно отстает по темпам освоения возобновляемых источников энергии и их объему от основных развитых и 12
многих развивающихся стран. Малое внимание развитию ВИЭ в России обусловлено рядом объективных и субъективных факторов: • сложившимся в руководстве страны на основе предыдущего опыта устойчивым представлением о том, что Россия располагает практически неисчерпаемыми запасами ископаемого топлива, отсутствием надежных прогнозов социально-экономического и энергетического развития страны на длительную перспективу; • низкая экономическая конкурентоспособность ВИЭ на рынке в связи с более низкими ценами и тарифами на электрическую и тепловую энергию в районах централизованно энергосбережения; • слабая информативность населения о возможностях и преимуществах использование ВИЭ; • недостаточное финансирование научно-исследовательских, опытно- конструкторских работ и, что особенно важно для продвижения новых технологий на рынок, опытно-демонстрационных объектов в различных регионах страны. Необходимость ускоренного развития ВИЭ в стране обусловлена объективными факторами: • от значительное количество населенных пунктов страны находятся вдали цивилизованного энергосбережения. Энергоснабжение потребителей отдаленных районов осуществляется преимущественно с помощью автономных энергоустановок, требующих завоза дорогого топлива. • более 50% регионов страны энергодефицитны — они вынуждены поставлять энергоресурсы из других регионов, в следствие чего возникают дополнительные затраты на транспортировку органического топлива. [19]. • рост цен на все виды топлива и электроэнергию, а также наличие во многих регионах страны ограничений на подключение к электрическим и газовым сетям. Вследствие этого стали развиваться малые электростанции. 13
во многих регионах нарастают экологические проблемы, причиной • которых являются выбросы вредных веществ при сжигании природного топлива. освоение и внедрение в широких масштабах новых энергетических • технологий в связи с высокой инерционностью энергетического хозяйства требует значительного заблаговременная времени, подготовка к как правило, изменению десятилетия. структуры Нужна энергетического хозяйства. При сложившейся в стране энергетической и экономической конъюнктуре возобновляемые источники энергии в ближайшей перспективе вряд ли смогут составить серьезную конкуренцию традиционной энергетике в тех районах России, где для этого созданы благоприятные условия. Но развитие и внедрение возобновляемых источников энергии в районы, не имеющих централизованных систем энергоснабжения, обеспечит решение актуальных проблем: • электро- и теплоснабжение автономных потребителей, расположенных вне систем централизованного энергоснабжения; • сокращение завоза органического топлива в труднодоступные районы; • сокращение вредных выбросов от традиционных энергетических установок в отдельных городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в туристско-рекреационных зонах и местах массового отдыха населения. Исходя из задания на выпускную квалификационную работу, индивидуальный жилой дом, для которого необходимо разработать систему тепло- и холодоснабжения, отдален от источника центрального теплоснабжения. Поэтому целесообразно для него разработать систему, работающую на базе возобновляемых источников энергии. 14
Наиболее распространенными возобновляемыми источниками энергии, для индивидуальных жилых домов, являются солнечная и геотермальная энергия. 1.2 Солнечная энергия Из всех возобновляемых источников энергии на Земле Солнце является самым мощным. На поверхность Земли в течение года поступает солнечная энергия (СЭ), эквивалентная энергии, заключенной в 1,2∙1014 т у. т., что значительно превышает запасы органического топлива (6∙1012 т у. т.) и говорит о возможности использования данного вида ресурса.[24] Использование солнечной энергетики обладает рядом преимуществ: возобновляемость, доступность, экологическая чистота, бесшумность, экономичность, низкие эксплуатационные расходы. Однако использование СЭ связано с определенными трудностями, что ограничивает широкомасштабную реализацию технологий. К ним относятся: малая плотность солнечного потока, непостоянство и прерывистость поступления СЭ во времени; зависимость этого потока от географического расположения приемника излучения, высокие капиталовложения и др. Основное направление использования СЭ — преобразование ее в электрическую энергию и получение теплоты для отопления зданий, горячего водоснабжения, опреснения вод, сушки и других технологических целей. Солнечную энергию использовать для технологических целей возможно при помощи устройства сбора, одним из которых является солнечный коллектор. Существует несколько видов солнечных коллекторов: открытые, вакуумные, плоские солнечные коллекторы. 1.3 Геотермальная энергия Под геотермальной энергией понимают физическое тепло глубинных слоев Земли, имеющих температуру, превышающую температуру воздуха на поверхности. В качестве носителей этой энергии могут выступать как жидкие 15
флюиды (вода и/или пароводяная смесь), так и сухие горные породы, расположенные на соответствующей глубине. Из горячих недр Земли на ее поверхность постоянно поступает тепловой поток, интенсивность которого в среднем по земной поверхности составляет около 0,03 Вт/м2. Под воздействием этого потока, в зависимости от свойств горных пород, возникает геотермический градиент. В большинстве мест он составляет не более 2-3 °С/100м [19]. Использование низкопотенциальной энергии Земли возможно посредством тепловых насосов. В настоящее время это одно из наиболее динамично развивающихся направлений использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Низкопотенциальное тепло Земли может использоваться в различных типах зданий и сооружений многими способами: для отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования (охлаждения) воздуха, обогрева дорожек в зимнее время года, для предотвращения обледенения, подогрева полей на открытых стадионах и т. п. [13] 16
Глава 2 Определение нагрузки на систему тепло- и холодоснабжения 2.1 Характеристика объекта проектирования Объектом проектирования является система тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома. Район строительства – Приморский край, г. Находка. Количество этажей три, в том числе и цокольный. Ориентация главного фасада: юг. Строительные характеристики помещений приведены в таблице 2.1.1. Таблица 2.1.1 – строительные характеристики помещений № помещения Наименование помещения 1 2 Площадь помещения, S, м2 3 Высота помещения, h, м 4 Строительный объем, V, м3 5 Цокольный этаж 101 Сауна 8,8 3,0 26,4 102 Санузел Кладовая пищевых продуктов Комната отдыха 2,7 3,0 8,1 4,5 3,0 13,5 33,0 3,0 99 3,9 3,0 11,7 103 104 8,3 3,0 24,9 107 Коридор Техническое помещение Мастерская 1,4 3,0 4,2 108 Гараж 51,2 3,0 153,6 109 Кладовая 7,5 3,0 22,5 110 Душевая 15,9 3,0 47,7 105 106 1 этаж 201 Постирочная 8,1 3,2 25,9 202 Коридор 19,4 3,2 62,1 17
Продолжение таблицы 2.1.1 1 2 3 4 5 203 Санузел 5,7 3,2 18,2 204 Гардеробная 10,5 3,2 33,6 205 Тамбур 5,0 3,2 16 206 Гостевая 21,0 3,2 67,2 207 Общая комната 31,0 3,2 99,2 208 Столовая 17,0 3,2 54,4 209 Кухня 15,4 3,2 49,3 2 этаж 301 Ванная 7,3 3,2 23,4 302 Гардеробная 6,7 3,2 21,4 303 Коридор 10,1 3,2 32,3 304 Ванная 6,3 3,2 20,2 305 Детская 16,5 3,2 52,8 306 Детская 23,9 3,2 76,5 307 Детская 22,8 3,2 73,0 308 Главная спальня 25,3 3,2 81,0 2.2 Климатические данные района строительства Расчетные параметры наружного воздуха в г. Находка выбраны в соответствии с СП 131.13330.2012 [10] и представлены в таблице 2.2.1. Таблица 2.2.1 – климатические характеристики района строительства Наименование климатологической характеристики 1 Значение, единица измерения Средняя температура наиболее холодной пятидневки 2 минус 23 ºС Средняя температура отопительного периода минус 4,3 ºС 18
Продолжение таблицы 2.2.1 2 1 Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца Расчетная скорость ветра для холодного периода 7,5 ºС 5,2 м/с 198 сут. Продолжительность отопительного периода Температура наружного воздуха в теплый период года обеспеченностью 0,98 Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль 2.3 25 ºС 23,7 ºС 4,2 м/с Расчетные параметры внутреннего воздуха Расчетные параметры при отоплении и вентиляции помещений приняты по ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005, СанПиН 2.1.2.2645 и СанПиН 2.2.4.548. Значения параметров микроклимата внутреннего воздуха приведены в таблице 2.3.1, приняты согласно СП 60.13330.2016 [9]. Таблица 2.3.1 – температура воздуха в помещениях № помещения Наименование помещения Температура внутреннего воздуха в ХП (ТП), ºС 15 101 Сауна 102 Санузел 19 103 Кладовая пищевых продуктов 16 104 Комната отдыха 105 Коридор 18 106 Тех.пом 16 107 Мастерская 22 108 Гараж 15 109 Кладовая 16 110 Душевая 24 20 (22) 19
Продолжение таблицы 2.3.1 1 2 3 201 Постирочная 18 202 Коридор 18 203 Санузел 24 204 Гардеробная 18 205 Тамбур 16 206 Гостевая 20 (22) 207 Общая комната 20 (22) 208 Столовая 19 209 Кухня 19 301 Ванная 24 302 Гардеробная 18 303 Коридор 18 304 Ванная 24 305 Детская 20 (22) 306 Детская 20 (22) 307 Детская 20 (22) 308 Главная спальня 20 (22) 2.4 Расчет сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций помещений Ограждающая конструкция способствует защите помещений от внешних воздействий, благодаря чему возможно создание определенного микроклимата. Целью расчета является определение значений действительного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, а также сравнение его с нормируемым показателем. Слои ограждающей конструкции приняты в соответствии с заданием на проектирование. Теплофизицические характеристики строительных материалов, из которых состоит ограждение, представлены в таблице 2.4.1. 20
Таблица 2.4.1 – характеристика строительных материалов ограждающих конструкций Характеристика слоев Вид λ, ограждения № Материал δ, м 1 Наружная 2 3 4 5 1 облицовочный кирпич 0,09 0,40 стена. 2 воздушный зазор 0,03 0,19 Цокольный 3 мин. ватный утеплитель 0,10 0,03 этаж 4 пеноблок 0,40 0,14 1 0,40 1,70 Наружная железобетон 2 жесткий утеплитель 0,15 0,04 стена. Первый 3 воздушный зазор 0,03 0,19 этаж 4 плоский шифер 0,08 0,38 5 облицовочный кирпич 0,03 0,40 Наружная 1 пеноблок 0,40 0,230 стена. Второй 2 мин. ватный утеплитель 0,10 0,039 этаж 3 воздушный зазор 0,03 0,190 4 ничиха 0,02 0,318 1 битумная черепица 2 0,012 0,18 Межэтажное фанера 3 стропильная ферма перекрытие 4 минвата 0,3 0,055 5 полиэтиленовая пленка 0,00015 0,04 6 фанера 0,0065 0,18 Вт/(м∙К) Расчет сопротивления теплопередачи выполнен в соответствии с методикой, приведенной в СП 50.13330.2012 [7]. 1. Определяем нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче Rнорм , (м∙°С)/Вт, ограждающей конструкции по формуле о 21
Rнорм =Rтр о о ∙mр , (2.4.1) • для наружных стен Rнорм =3,13∙1=3,13, о • для чердачного перекрытия Rнорм =4,06∙1=4,06, о • для окон и балконы дверей Rнорм =0,51∙1=0,51, о где Rтр о – требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м°∙С)/Вт; mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете принимается равным единице. Требуемое сопротивление ограждающей конструкции Rтр о , (м°∙С)/Вт определено по формуле, в соответствии с [7 таб. 3] где Rтр о = a∙ГСОП+b, (2.4.2) a, b – коэффициенты, значения которых приняты по данным таблицы [7 таб.3]; ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, (°С·сут.)/г. Определено по формуле Требуемое сопротивление теплопередачи для: 22
• наружных стен Rтр о = a∙ГСОП+b=0,00035∙4811,4+1,4=3,1, • чердачного перекрытия Rтр о = a∙ГСОП+b=0,00045∙4811,4+1,9=4,06, • окон и балконных дверей Rтр о =0,51 (м°∙С)/Вт [7 таб.3]. Градусо-сутки отопительного периода ГСОП, (°С·сут.)/г, определены по формуле ГСОП=(tв-tот)∙zот=(20+4,3)∙198=4811,4, где (2.4.3) tв – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принята в соответствии с таблицей 2.2.1; tот, zот – средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода в соответствии с таблицей 2.2.1. mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете принимается равным единице. Действительное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rд , (м°∙С)/Вт, определяется по формуле [7 приложение Е] Rд = где 1 δi 1 +� + , αв λi αн (2.4.4) αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м·°С) [7 таб. 4]; 23
αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м·°С) [7таб. 6]; 𝛿𝛿𝑖𝑖 – толщина i слоя конструкции, м, значение принято в соответствии с таблицей 2.4.1; 𝜆𝜆𝑖𝑖 – теплопроводность i материала, Вт/(м·°С), значение принято в соответствии с таблицей 2.4.1; Расчет действительного сопротивления теплопередаче Rд , (м°∙С)/Вт по формуле (2.4.4): • наружной стены цокольного этажа Rд = • наружной стены первого этажа Rд = • 1 0,09 0,03 0,10 0,40 1 + + + + + =4,17, 8,7 0,40 0,19 0,04 0,14 23 1 0,40 0,15 0,03 0,08 0,03 1 + + + + + + =3,21, 8,7 1,7 0,04 0,19 0,38 0,40 23 наружной стены второго этажа Rд = 1 0,40 0,10 0,03 0,02 1 + + + + + =3,27 (м°∙С)/Вт, 8,7 0,23 0,04 0,19 0,32 23 • чердачного перекрытия Rд = Результаты 1 0,01 0,30 0,01 1 + + + + =4,03 (м°∙С)/Вт. 8,7 0,18 0,06 0,18 12 расчета сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций помещений сведены в таблицу 2.4.5 24 наружных
Таблица 2.4.5 – сопротивление теплопередачи Сопротивление теплопередаче нормируемое Rнорм , (м2∙К)/Вт о Сопротивление теплопередачи фактическое Rд, (м2∙К)/Вт 3,13 3,21 3,13 3,27 3,13 4,03 0,51 0,55 0,51 1,9 наружных ограждающих конструкций Наименование ограждающей конструкции, условное обозначение Наружная стена цокольный этаж, НС Наружная стена первый этаж, НС Наружная стена второй этаж, НС Межэтажное перекрытие, П Окна и балконные двери О, Дв Двери входные, Дв 3,13 4,17 Пол по грунту: 2.5 1 зона, Пл1 2,1 2 зона, Пл2 4,3 3 зона, Пл3 8,6 4 зона, Пл4 14,2 Расчет тепловых потерь здания Тепловые потери здания зависят от количества окон и дверей, теплофизических свойств ограждающей конструкции, параметров наружного и внутреннего воздуха. При расчете принимается во внимание выделение тепла от бытовых приборов. Целью данного расчета является определение тепловой нагрузки здания для последующего проектирования системы теплоснабжения. Подготовительная работа к расчету тепловых потерь: 1. Вычерчен план первого, второго и цокольного этажа; 2. Нанесена нумерация помещений на планах; 25
3. Определены размеры, ориентация и площадь ограждающих конструкций. Методика расчета ведется по [16] Тепловые потери помещения Qпом , Вт, определяются по формуле где Q пом =Q о + Q инф − Q быт , (2.5.1) Qпом – общие тепловые потери помещения, Вт; Qо – тепловые потери через ограждающие конструкции, Вт; Qинф – тепловые потери на нагрев инфильтрационного воздуха, Вт; Qбыт – теплопоступления от бытовых приборов (для жилых помещений составляют 10 Вт с 1 м2 площади пола помещения), Вт. Тепловые потери через ограждающие конструкции Q о , Вт определены по формуле Q о =F∙(t в -t н )∙n∙ где 1 Rд ∙(1+ ∑ β), (2.5.2) F – площадь ограждения, м2; tв – температура внутреннего воздуха, ºС (см. таблицу 2.2.1); tн – температура наружного воздуха, ºС (см. таблицу 2.2.1); n – коэффициент уменьшения для расчета тепловых потерь через различные ограждения [32 с. 47]; Rд – фактическое сопротивление теплопередачи, (м2∙К)/Вт, (см таблицу 2.4.5); β – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери (ориентация, высота помещений, количество ограждающих конструкций и т.д.) [16 с. 89]. 26
Тепловые потери на нагрев инфильтрационного воздуха Qинф , Вт определяется по формуле Qинф =0,28∙∑G0 ∙c∙(tв -tн )∙К, где (2.5.3) 0,28 – переводной коэффициент; G0 – расход инфильтрационного воздуха, кг/ (м2∙ч): • через окна определяется по формуле 2 1 ∆р 3 Gо = ∙� � , R инф.ок ∆р0 (2.5.4) • через двери и ворота определяется по формуле 1 Gо = где 1 Rинф.дв ∙� ∆р 2 ∆р0 �, (2.5.5) Rинф.ок , Rинф.дв –фактическое сопротивление воздухопроницанию соответственно окна и двери (ворот) (при ∆р0 =10 Па), м2∙ч/кг, определяется по формулам (2.5.6), (2.5.7); с – теплоемкость воздуха, кДж/(кг • °С); tв ; tн - то же, что и в формуле 2.5.2; К – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в воздухопроницаемых конструкциях [16 с. 95]. Фактическое сопротивлении воздухопроницинию окон Rинф.ок , м2∙ч/кг, и дверей (ворот) Rинф.дв , м2∙ч/кг определено по формуле (2.5.6) и (2.5.7) соответственно [16 п. 6.2] 27
2 Rинф.ок = Rинф.дв = где 1 Gн 1 Gн ∙� ∙� ∆р 3 ∆р0 �, (2.5.6) 1 ∆р 2 ∆р0 �, (2.5.7) Gн – нормируемая поперечная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м·ч) , [7 табл. 9]; ∆р0– разность давлений воздуха с наружной и внутренней сторон светопрозрачных ограждений, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию [7] ∆р0 = 10 Па. ∆р – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций, Па, определена по формуле где Δр=0,5∙Н∙�ρн -ρв �∙g+0,25∙ρн ∙U2 ∙Kдин ∙(сн -сз ), (2.5.8) Н – высота здания, м; ρн ,ρв – плотность наружного и внутреннего воздуха соответственно кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2; U – скорость ветра (см. таблицу 2.2.1) , м/с; Kдин –- коэффициент для учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания и типа местности [3]; сн, сз – аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и заветренной поверхностей ограждений здания (помещения) [7]. Ввиду упрощений, принятых в СП 50.13330 [7]: • расстояние от центра окна первого этажа до верха здания равно высоте здания от земли до верха здания Н, м (с запасом); 28
• для большинства зданий произведение Kдин ∙(сн -сз ) приближается к единице; • • величина ρн заменена на γн /g; для некоторого запаса коэффициенты увеличены. Формула для расчета разности давлений при определении требуемого сопротивления воздухопроницанию принимает вид где Δр=0,5∙Н∙�γн - γв �+0,03∙γн ∙U2 . (2.5.8) γн , γв – удельный вес наружного и внутреннего воздуха, Н/м3. Удельный вес воздуха γ, кг/м3 , определяется по формуле γ= где 3463 , 273+t (2.5.9) t – температура, при которой определяется удельный вес, ºС. Бытовые тепловыделения (рассчитаны только для жилых помещений) Qбыт , Вт, определены по формуле Qбыт =10∙F, где (2.5.10) 10 – тепловые поступления от приборов, Вт; F – площадь пола, м2. Тепловые потери здания составляют 19695,18 Вт. Результаты расчета тепловых потерь здания приведены в приложении А. 29
2.6 Определение тепловых поступлений в помещение в теплый период года Источниками тепловых поступлений в помещении являются: люди; солнечная радиация, поступающая через окна; источники искусственно освещения и электрооборудование. Целью данного расчета является определение нагрузки на систему холодоснабжения. Методика расчета ведется по [17] Теплопоступление от источников искусственного освещения Qосв , Вт, определяется по формуле [17 с.61] Qосв =F∙q∙η, где (2.6.1) F – площадь пола помещения, м2; q – удельный тепловыделения от ламп, Вт/(м2⋅Лк) [17табл. 6.2], q=12 Вт/(м2⋅Лк); η – доля теплоты поступающей в помещение от осветительного прибора [17 табл.6.3], η=1. В каждом расчетном помещении условно постоянно находятся четыре человека: двое мужчин и две женщины. Люди в состоянии покоя. Тепловые поступления в помещение от людей разделяются на явные Qля , Вт и полные Qлп , Вт и определяются по формулам (2.6.2), (2.6.3) соответственно • явная теплота [17 с.60] Qля =qя ∙n, (2.6.2) • полная теплота [17 с.60] Qлп =qп ∙n, 30 (2.6.3)
где qя , qп – явное и полное тепло выделяемое людьми, Вт/чел. [17 табл. 6.1], n – количество человек, чел. Теплопоступление через заполнение световых проемов Qс.р , Вт, [17 с.61] определяются по формуле Qс.р =Qпр. +Qт.п. , где Qпр – солнечная радиация непосредственно (2.6.4) прошедшая через остеклённую часть конструкции ограждения Вт, определена по формуле Qпр. =(qп ∙Kинс. +qр ∙Kобл. )∙Аок. ∙β1 ∙β2 ∙β3, где (2.6.6) qп, qр – максимальная интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на светопроем, Вт/м2. Определена в зависимости от географической широты района строительства и ориентации ограждающей конструкции [17 табл.6.4]; Кинс – коэффициент инсоляции, учитывающий долю прошедшего потока подающей на вертикальный световой проем прямой солнечной радиации после затенения наружными козырьками или вертикальными ребрами; для периода максимальной солнечной радиации определяется по формуле где (Lр ∙ k 2 − с) 1 − (Lк ∙ k1 − a) Кинс = � � ∙ �1 − �, H В Lк – вылет козырька, м; k1 , k 2 – коэффициенты [17 табл.6.8];, a – расстояние от козырька до верха окна, м; 31 (2.6.7)
H − высота светопроема, м; Lр – вылет ребра, м; с – расстояния от ребра до ближайшего откоса окна, м; В – ширина светопроема, м; Кобл коэффициент – облучения поверхности светопроема рассеянной радиацией [17 с. 63]; Аок – площадь светового проема, м2; β1 – коэффициент теплопропускания окон с учетом затемнении непрозрачной частью (переплетами) заполнении светопроема [17 табл.6.5]; β2 – коэффициент теплопропускания прозрачной частью заполнения светопроема [17 табл.6.6]; β3 - коэффициент теплопропускания нестационарными солнцезащитными устройствами [17 табл.6.7]; Q тп – теплопоступления через заполнения светопроемов за счет теплопередачи в результате разности температур и нагрева стекол солнцем, Вт, определен по формуле Qтп = �tн + где (qп ∙Кинс +qр ∙Кобл )∙Р αн -tв � ∙Аок ∙К, (2.6.8) t н - расчетная температура наружного воздуха, ℃; t в – расчетная температура воздуха в помещении, ℃; qп , qр – то же, что и в формуле (2.6.6); Кинс - тоже, то и в формуле (2.6.6); Кобл - то же, что и в формуле (2.6.6); Р – коэффициент поглощения солнечной радиации заполнением светопроема [17 с. 67]; 32
αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью остекления, Вт/м2, определен по формуле где 2.2.1). αн =1,16∙�5+10∙√v�, (2.6.9) v - расчетная скорость ветра, м/с, для теплого периода (см. таблицу Аок – то же, что и в формуле (2.6.6); К - коэффициент теплопередачи заполнения светопроема, Вт/ м2∙℃. Тепловые выделения от мониторов телевизора (компьютера) Qт , Вт, [28] определяются по формуле Qт =5∙S-2, где (2.6.10) S – размер экрана, дюйм. Результаты расчета тепловых поступлений в помещения сведены в таблицу 2.6.1. Таблица 2.6.1 – тепловые поступления в помещениях № пом-я Наименование 1 2 Qля , Вт 3 Qлп , Вт Qс.р , Вт 5 6 7 4 Qосв , Вт Qт , Вт ∑Q, Вт 8 206 Гостевая 364,8 472,1 856,5 252,0 80,0 2025,4 207 Общая комната 364,8 472,1 1 921,7 372,0 355,0 3485,7 208 Столовая 364,8 472,1 3 093,4 204,0 170,0 4304,3 209 Кухня 364,8 472,1 574,6 184,8 154,0 1750,4 305 Детская 364,8 472,1 664,8 198,0 80,0 1779,7 306 Детская 364,8 472,1 1 296,1 286,8 80,0 2499,9 307 Детская 364,8 472,1 633,7 273,6 80,0 1824,2 308 Главная спальня 364,8 472,1 2 192,4 303,60 355,0 3687,9 Суммарные тепловые поступления в здании: 23600 33
2.7 Определение нагрузки на систему горячего водоснабжения Система горячего водоснабжения индивидуального жилого дома состоит из источника теплоснабжения, трубопроводов с запорной арматурой и узлами подключения к санитарно - техническим приборам. Нагрев воды до необходимых параметров осуществляется в бивалентном водонагревателе SEM – 2 фирмы «Wolf» c двумя трубчатыми теплообменниками и дополнительным электрическим тэном. Исходя из того, что предусмотрено несколько источников теплоты: тепловой насос, солнечные коллектора и электрический тэн, то нагрузка на горячее водоснабжения разделена между ними. Тепловой насос предусмотрен на 25% от общей тепловой нагрузки на нужды горячего водоснабжения, солнечные коллектора на 60% и электрический тэн на 15%. Целью данного расчета является определение нагрузки на систему горячего водоснабжения. Исходные данные для расчета следующие: • Количество потребителей – 4 человек; • Число приборов – 11 штук; Расчет произведен согласно СП 30.13330.2016 [4]. 1. Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при одинаковых водопотребителях в здании без учета изменения числа потребителей и приборов P, определена по формуле P= где 10∙4 =0,005, q0 N∙3600 0,2∙10∙3600 qhr,u∙ U = (2.7.1) qhr,u – норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления, л/ч [4]; U – количество водопотребителей, чел.; q0 - секундный расход воды, л/с; 34
N – количество водоразборных приборов, шт. 2. Вероятность использования санитарно-технических приборов для системы в целом Phr , определена по формуле Phr = где 3600∙P∙q0 3600∙0,005∙0,2 = =0,017, 200 qhr,u (2.7.2) qhr,u – часовой расход воды в приборе, л/ч [4]; Максимальный часовой расход воды qhhr , м3 /ч определен по формуле qhhr =0,005∙q0,hr ∙αhr =0,005∙200∙0,435=0,435 , где (2.7.3) αhr – коэффициент, определяемый согласно [4] в зависимости от общего числа приборов и вероятности их использования. Расход тепла на нагрев горячей воды, в течение часа максимального потребления горячей воды на нужды горячего водоснабжения Qhhr , кВт, определяется по формуле где Qhhr =1,16∙qhhr ∙�th -tc �=1,16∙0,435∙(60-5)=27,75, (2.7.4) qhhr – максимальный часовой расход воды, л/с; t h – температура горячей воды в местах водоразбора, °С, [4 п.5.1]; tc – температура холодной воды на входе в водонагреватель, °С; По результатам расчетов определены нагрузки на системы тепло- и холодоснабжения для индивидуального жилого дома: • На систему теплоснабжения – 19695 Вт, • На систему горячего водоснабжения – 27750 Вт; • На систему холодоснабжения – 23600 Вт. 35
Глава 3 Проектирование систем тепло- холодоснабжения и вентиляции В проектируемом жилом доме приняты следующие системы: фанкойлы, работа которых, рассчитана на теплый и холодный периоды года, электрический и водяной теплый пол совместно с радиаторным отоплением на холодный период года. 3.1 Система тепло- и холодоснабжения 3.1.1 Система фанкойлов Параметры теплоносителя в холодный период года: • в подающем трубопроводе 55 °С; • в обратном трубопроводе 45 °С; Параметры теплоносителя в теплый период года: • в подающем трубопроводе 7 °С; • в обратном трубопроводе 12 °С; К установке приняты двухтрубные канальные фанкойлы фирмы «Daikin» серии FWB – BT. Данная система является основным источником тепло – холодоснабжения и разработана для помещений таких как: гостевая, общая комната, столовая, кухня, детская, главная спальня. При выборе производительности фанкойлов учитывался расчет тепловых поступлений в помещения (см. Глава 2). Технические параметры используемых типов фанкойлов для помещений приведены в приложении Б. Температура в помещениях регулируется с помощью пульта управления, который изменяет скорость вращения вентилятора, вследствие этого изменяется интенсивность теплоотдачи с трубчатого теплообменника. В качестве теплоносителя для данной системы выбрана вода, подготовка которой осуществляется тепловым насосом Vitocal 300G BW 301.A21 либо электрическим котлом Zota-21 "Lux". 36
Фанкойлы расположены в пространстве между подвесным потолком и перекрытием, соединены между собой по тупиковой схеме трубопроводами из полипропилена (PPR) фирмы «VALTEC» с изоляцией Energoflex super. Трубы проложены с уклоном 0,005 в сторону теплового пункта, для возможности скопления воздуха в верхней точке системы и удаления его с помощью автоматических воздухоотводчиков. Каждый фанкойл имеет индивидуальный узел обвязки, посредством которого обеспечена регулировка его производительности, как в случае выработки тепла, так и холода. Расход теплоносителя, поступающий к фанкойлу, регулируется трехходовым разделительным клапаном с сервоприводом. Для гидравлической увязки системы применен ручной балансировочный клапан Leno™ MSV-BD фирмы «Danfoss». В конструкции фанкойла предусмотрена специальная система слива конденсата. В ее состав входят емкость (поддон) для сбора влаги и дренажные трубки, с помощью которых конденсат отводится от фанкойла. Слив воды осуществляется в канализационные стояки через гидрозатвор. 3.1.2 Радиаторная система отопления Радиаторная система отопления расположена на цокольном этаже в гараже, мастерской, кладовой. Теплоноситель – вода с температурой 55/30°С, подготовка его осуществляется в тепловом насосе Vitocal 300G BW 301.A21 либо электрическим котлом Zota-21 "Lux". Разводка радиаторной системы отопления горизонтальная двухтрубная периметральная с тупиковым движением теплоносителя. Разводка предусмотрена трубами из сшитого полиэтилена (PEX) фирмы «VALTEC».Магистральные трубопроводы проложены в конструкции пола вдоль наружных стен здания. В качестве нагревательных приборов к установке приняты стальные панельные радиаторы серии txerm-x2 plan VL фирмы «KERMI». Данный тип 37
радиаторов имеет вмонтированную вентильную вставку с определенной пропускной способностью. Настройка вентильной вставки определяется в ходе гидравлического расчета. Так как пропускную способность определяет заводизготовитель. В отопительном приборе имеется заглушка и воздухоспускной клапан, они вмонтированы и загерметизированы в прибор. Радиаторы подключены к трубам снизу слева с помощью клапана для нижнего подключения радиаторов от фирмы «VALTEC» тип VT.345К. Для местного производителя регулирования радиатора теплоотдачи рекомендовано по принять рекомендации к установке термостатическую головку К фирмы «Heimeier». Размеры отопительных приборов подобраны в соответствии с [26]. Так как параметры теплоносителя в системе отличны от стандартных, то при подборе радиатора по его тепловой мощности необходимо выполнить пересчет с использованием коэффициента, который придаставлен в каталоге производителя [26]. Определение тепловой мощности радиатора для индивидуальной температуры системы (tV/tR/tL) на основании заданной тепловой мощности Фн , Вт, определяется по формуле перерасчета Фн = где Фs , F (3.1) Фн – тепловая мощность при индивидуальной температуре в системе отопления, Вт; Фs – нормативная тепловая мощность, Вт; F – коэффициент пересчета [26 с. 125]. Используемые параметры для определения коэффициента пересчета по таблице: • tV – температура в подающем трубопроводе, принята равной плюс 50 ºС; 38
• tR – температура в обратном трубопроводе, принята равной плюс 45 ºС; • tL – температура воздуха в помещении, принята в соответствии с таблицей 2.3, ºС. Результаты подбора отопительных приборов представлены в таблице 3.1. Наименование помещения. Тепловые потери Q, Вт Температура внутреннего воздуха tв, ºС Фs, Вт Размеры радиатора (LхH), м Тип Кол-во приборов Номинальная тепловая мощность, Вт 107 Мастерская 666,11 22 4,39 2 924,2 505х1405 33 1 296 108 Гараж 2010,9 15 2,64 5 308, 8 905х805 33 2 5370 109 Кладовая 277,82 16 2,83 786,3 705х405 22 1 845 F № помещения Таблица 3.1 – технические характеристики отопительных приборов 3.1.3 Гидравлический расчет систем фанкойлов и радиаторов Система водяного отопления является разветвленной закольцованной сетью труб и отопительных приборов, заполненная теплоносителем – водой. Нагретый теплоноситель циркулирует по сети, проходя через каждый отопительный прибор, при этом он отдает в помещение необходимое количество тепловой энергии. Так как теплопередача происходит при охлаждении определенного количества воды, требуется выполнить гидравлический расчет системы. Гидравлическому расчету предшествует подготовительная работа, в процессе которой: 1. на плане расставлены отопительные приборы и определена их тепловая нагрузка; 2. начерчены подающие и обратные магистральные трубопроводов; 3. обозначен тепловой пункт; 39
4. выполнена аксонометрическая схема системы с отопительными приборами и запорно-регулирующей арматурой. 5. определены расчетные участки, по ходу движение теплоносителя от теплового пункта. Целью гидравлического расчета является определение экономически целесообразных диаметров трубопроводов, при которых будет обеспечена устойчивая и надежная доставка расчетного количества теплоносителя к каждому отопительному прибору при располагаемом перепаде давления. Гидравлический расчет системы отопления производится методом динамических давлений с переменным перепадом температур, выполнен согласно [32]. Разность давлений расходуется на преодоление сопротивлений трения по длине трубопровода и в местных сопротивлениях. В общем случае потери давления в трубопроводе ∆Pуч , Па определяются следующим образом ∆Pуч =R∙l+Z=l∙ где λ ∙Р +∑ξ∙РД , dв Д (3.2) R – удельная потеря давления на один метр длину трубопрвода, Па/м; l – длина трубопровода, м; Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па; λ dв – отношение коэффициента сопротивления внутренней поверхности трубопровода к диаметру [32 табл. III.63]; РД – динамические напор, Па [32 табл. III.60]; ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений [21]. При расчете методом динамических давлений с переменным перепадом температур, потери давления по длине теплопроводов заменены на условно равноценные им потери в местных сопротивлениях. Это положение выражено в следующем уравнении 40
R∙l=Zэкв , (3.3) Преобразуя уравнение (3.3), получим λ ∙l∙Рд =ξэкв ∙ Рд , dв (3.4) Выразив из уравнения (3.4) ξэкв , получим следующий вид λ ∙l=ξэкв , dв (3.5) При этом потери давления на расчетном участке ∆Руч , Па, определится уравнением где ∆Руч =(ξэкв +∑ξ)∙Рд =ξприв ∙ Рд , (3.6) ξприв =ξэкв +∑ξ – приведенный коэффициент местного сопротивления гидравлического участка трубопровода, включающий в себя сумму коэффициентов фактических местных сопротивлений, имеющихся на участке и коэффициент местного сопротивления, заменяющий потери давления на трение по длине трубопровода. Расчет начат с наиболее удаленного участка от теплового пункта: наиболее отдаленного отопительного прибора. Определив тепловую нагрузку прибора, длину подводящих участков, сумму местных сопротивлений, значение приведенного коэффициента местных сопротивлений, задавшись условным диаметром трубопровода и определив для него отношение коэффициента сопротивления внутренней поверхности трубопровода к диаметру и задавшись 41
температурным перепадом в пределах от 16 до 32 ºС и определен расход теплоносителя Gуч , кг/ч по формуле (3.7) Gуч = где ºС. 0,86∙Qуч t1 -t2 , (3.7) Qуч – тепловая нагрузка на гидравлическом участке трубопровода, Вт; t1 ; t2 – температура теплоносителя в подающей и обратной магистралях, Исходя из расхода и заданного диаметра, определено динамическое давление на участке [32 табл. III.60]. Далее по формуле (3.1.3.5) определены потери давления на данном участке. Перепад температуры ∆t, ºС определяется по формуле ∆t=0,86 Qуч Gуч , (3.8) Следующим расчетным участком является магистраль. Расчет данного участка отличается тем, что расход равен сумме расходов предыдущих участков. Потери давления данного участка определены исходя из найденного расхода и заданного диаметра. Следующий расчетный участок – отопительный прибор. Последовательность расчета такая же, как и при расчете начального участка. После расчета всех участков системы отопления, выполнена гидравлическая увязка, то есть соблюдено условие: гидравлические потери в не симметричных ветках должны иметь расхождение не более 10 %. При гидравлическом расчете фанкойлов, в тех случаях, где невязка системы не устранима путем замены диаметров и изменением перепада температур применены ручные балансировочные клапаны Leno™ MSV-BD 42
фирмы «Danfoss», настройки которых определены исходя из таблиц представленных в каталоге производителя [23] и приведены в приложении В. При гидравлическом расчете системы радиаторов, в случае неувязки системы, была изменена заводская настройка вмонтированной вентильной вставки [26]. Настройка клапана определена исходя из необходимых потерь давления на расчетном участке ∆Р, бар, по формуле (3.9) Qуч 2 ∆Р= � � , kv где (3.9) ∆Р – потеря давления на клапане, бар; Qуч – тепловая нагрузка на приборе, м3/ч; kv – пропускная способность клапана, м3/ч. Гидравлический расчет системы фанкойлов приведен в приложении В, радиаторов – в приложении Г. В ходе гидравлического расчета получены следующие значения: • Система фанкойлов: ∆Р = 61714 Па, G = 3603 кг/ч ; • Система радиаторного отопления: ∆Р = 238 Па , G =101 кг/ч. 3.1.4 Водяной теплый пол Система теплый пол является основным источником обогрева для всех помещений, где установлена, за исключением таких помещений как: гостевая, общая комната, столовая, кухня, детская, главная спальня, в данном случае теплый пол дополнительный источник обогрева. Теплоноситель – вода, подготовка которого осуществляется тепловым насосом Vitocal 300G BW 301.A21 фирмы «Viessmann» либо электрическим котлом Zota-21 "Lux" фирмы «Zota». Температура в подающем трубопроводе 40 °С, в обратном – 30 °С. 43
Система выполнена из труб из сшитого полиэтилена (PEX) фирмы «VALTEC», диаметром 16х2 мм, проложены в конструкции пола. Способ прокладки – «улитка» с шагом 200 мм. Регулирование теплоотдачи производится при помощи электронного комнатного хронотермостата с выносным и встроенным датчиками температуры VT.AC 709 фирмы «VALTEC», который предусмотрен для помещений с постоянным пребыванием людей и настенным комнатным термостатом с выносным датчиком температуры VT.AC 602 фирмы «VALTEC», для помещений с временным пребыванием людей. Данные устройства передают сигнал на электротермический сервопривод VT. ТЕ 3040 фирмы «VALTEC», который установлен на термостатические клапаны коллектора, он регулирует количество теплоносителя, поступающего в систему. На каждом этаже расположен коллекторный блок латунный с термостатическими клапанами и расходомерами VTc. 596 EMNX фирмы «VALTEC». Количество подключений, к коллектору определено исходя из числа петель теплого пола, для которых произведен гидравлический расчет, представленный в приложении Д. Теплоноситель к коллекторным блокам поступает по трубопроводам из полипропилена (PPR), диаметром 25х4,2, из общего нетипового коллектора, который расположен в тепловом пункте. Между собой коллекторы гидравлически увязаны с помощью ручных балансировочных клапанов Leno™ MSV-BD фирмы «Danfoss». Подбор необходимой настройки клапанов произведен в соответствии с требованиями в каталоге производителя [23], данные расчета приведены в таблице 3.2 44
Таблица 3.2 – подбор настройки клапана Leno™ MSV-BD Kv, м3/ч Настройк а Kv(кон) , м3/ч 0,02 Потеря давления ΔР, бар 0,01 0,14 0.4 0,14 0,02 1 513,29 2 0,04 0,01 0,37 1.3 0,38 0,01 3 0,03 0,01 0,29 1.0 0,29 0,01 1 150,89 № коллектора Расход , м3/ч 1 ΔР, бар ΔР, Па 959,48 3.1.5 Гидравлический расчет системы водяной теплый пол Принятые условия при расчете: • Площадь помещения измерена с учетом мест постоянного нахождения мебели и сантехнических приборов; • • Длина контура не превышает 80 м; Температура на поверхности пола выбрана в соответствии с СП.60.13330.2016 [9]; • Перепад температуры между близлежащих трубопроводов (подающим и обратным) в пределах 2…3 ºС. Гидравлический расчет системы выполнен в программе PRG 3.1.3 (VALTEC). Расчет представлен в приложении Д. Расчет ведется по методике, представленной в [21]. Потери давления в системе ∆p, Па определены по формуле где ∆p=∆pлин + ∆pкмс, (3.10) ∆p – общие потери давления, Па; ∆pлин – линейные потери давления, Па; ∆pкмс – потери давления на местные сопротивления, Па. Линейный потери давления ∆pлин , Па, определены по формуле ρ∙v2 ∆pлин =λ∙ , 2∙d 45 (3.11)
где λ – коэффициент трения; ρ – плотность транспортируемой среды, кг/м3; ν – скорость потока, м/с; d – диаметр трубопровода, м. Потери давления при прохождении местных сопротивлений ∆pкмс , Па, определены по формуле ρ∙v2 ∆pкмс =ξ∙ , 2 где (3.12) ξ – коэффициент местного сопротивления. Коэффициент гидравлического сопротивления определен по формуле b 0,5∙� + 2 √λ= где 3,7∙dp Kэ � � lgReф -1 1,312∙(2-b) ∙lg� 3,7∙dp lg� � Kэ , b – число подобия режимов течения жидкости, определенный по формуле lg Reф b=1+ � �, Reкв где (3.13) (3.14) dp – внутренний диаметр трубопровода на расчетном участке, мм; Кэ – коэффициент эквивалентной шероховатости, мм; Reф – фактическое число Рейнольдса; Кэ – коэффициент эквивалентной шероховатости, мм. Критерий Рейнольдса определен по формуле Reф = dp , νt 46 (3.15)
где dp – то же, что и в формуле 3.14; νt – коэффициент кинематической вязкости, м2/с. Критерий Рейнольдса квадратичной области определен по формуле Reкв = где 500 ∙ dp , Кэ (3.16) Reкв – число Рейнольдса, соответствующее началу зоны квадратичной зависимости; dp – то же, что и в формуле 3.14; Кэ – то же, что и в формуле 3.14. В результате расчета потери давления в системе 5521 Па, расход теплоносителя 0,31 кг/с. Гидравлический расчет системы водяной теплый пол приведен в приложении Д. Балансировка петель производится с помощью настроечных клапанов с расходометрами. Расчет настроечного клапана выполнен в соответствии с рекомендацией производителя [27] Зная расход, расчетные скорости и потери давления в петлях, которые найдены исходя из гидравлического расчета (см. Приложение Д), необходимо выбрать самую нагруженную петлю из всех подсоединенных. Потеря давления на клапане ∆рк , Па, для расчетной петли определяется по формуле где 3600∙G 2 ∆рк = � � ÷K 2vs , ρ ∆рк – потери давления на клапане, Па; G – расход теплоносителя в петле, кг/с; ρ – плотность теплоносителя, кг/м3; Кvs – пропускная способность клапана м3/ч. 47 (3.17)
Расчет пропускной способности Кv, м3/ч настроечного клапана произведен по формуле Кv = где 3600∙G , ρ∙(∆р1 + ∆рк − ∆р2 )2 (3.18) ∆р1 – потери давления самой нагруженной петле, бар; ∆р2 – потери давления в расчетной петле, бар. Результаты подбора настроек балансировочного клапана приведены в приложении Д. 3.1.6 Электроотопление помещений В качестве основного отопления для ванных комнат и сан. узлов принят электрический теплый пол. Данный вид обогрева выбран для обеспечения оптимальных параметров микроклимата в помещениях в течении всего года. К установке принят нагревательный кабель двухжильный DevlflexTM DTIP-10 и DTIP-18, регулирование температуры осуществляется регулятором Devireg 532 фирмы «DEVI». Способ укладки кабеля – «змейка». Технические характеристики выбранных электрических кабелей приведены в таблице 3.3. Таблица 3.3 – технические характеристики нагревательных кабелей 102 Сан.узел deviflex DTIP-18 360 22 Шаг укладки кабеля, см 10 203 Сан.узел deviflex DTIP-10 275 30 12,5 301 Ванная deviflex DTIP-18 625 37 11 304 Ванная deviflex DTIP-18 490 29 12,5 Тип № Наименование нагревательного пом-я помещения кабеля Мощность при 220 В, Вт Длина кабеля, м Система водяной теплый пол, которая предусмотрена в душевой комнате на первом этаже не рассчитана на компенсацию всех тепловых потерь. 48
Поэтому, помимо основного обогрева с помощью теплого водяного пола, предусмотрен обогреватель электрический бытовой конвективный серия ENZO Electronic BEC/EZER-1500 фирмы «Ballu». Степень зашиты конвектора – IP24, что позволяет производить установку в помещениях с повышенной влажностью, но при соблюдении правил безопасности, которые описаны в паспорте устройства [22]. 3.2 Вентиляция Воздухообмен в помещениях – это одно из основных требований организации нормального микроклимата, который должен поддерживаться все время. Значения нормативных кратностей и количества приточного или вытяжного воздуха приведены в СП 31-106-2002 [5], СП 55.13330.2016 [8], СП 60.13330.2012 [9] в соответствии с которыми определены расчетные воздухообмены и сведены в таблицу 3.4. Таблица 3.4 – расчетные величины воздухообмена Величина воздухообмена м3/ч № помещения Наименование помещения 1 2 102 Санузел 25 103 Кладовая пищевых продуктов 10 106 Тех.пом 10 107 Мастерская 60 60 108 Гараж 96 80 110 Душевая Приток Вытяжка 3 4 40 Итого на цокольном этаже: 156 235 201 Постирочная 80 203 Санузел 40 206 Гостевая 68 68 207 Общая комната 84 84 49
Продолжение таблицы 3.4 1 2 3 4 208 Столовая 60 209 Кухня 60 Итого на первом этаже: 212 341 301 Ванная 40 304 Ванная 40 305 Детская 53 53 306 Детская 77 77 307 Детская 73 73 308 Главная спальня 81 81 Итого на втором этаже: 364 284 Для обеспечения необходимого воздухообмена применены следующие системы вентиляции: • принудительная вытяжная вентиляция; • принудительная приточно-вытяжная вентиляция; • естественная приточная вентиляция. 3.2.1 Аэродинамический расчет системы вентиляции Аэродинамический расчет вентиляционной системы производится для подбора размеров поперечных сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха и определения потерь давления в системе. Аэродинамический расчет вентиляционной системы состоит из двух этапов: 1) расчет участка основного направления магистрали (наиболее протяженной и нагруженной ветви воздуховодов); 2) увязка всех остальных участков системы. Перед выполнением аэродинамического следующее: 50 расчета было выполнено
на планах индивидуального жилого дома были обозначены места • расположения приточно-вытяжных решёток и воздуховодов; • вычерчена аксонометрическая схема системы; • аксонометрическая схема разбита на расчетные участки. Расчет выполнен по методу удельных потерь давления [29 с.75]. в следующей последовательности. Потери давления в системах вентиляции ∆Рсети , Па, складываются из потерь давления на трение ∆Ртр , Па и потерь давления в местных сопротивлениях Z, Па и определяются по формуле ∆Рсети =Z+∆Ртр , где (3.19) Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па; ∆Ртр – потери давления на трение, Па, определены по формуле ∆Ртр =R∙L∙n, (3.20) где R – удельные потери давления на трение в гидравлически гладком канале, Па/м; L – длина участка воздуховода, м; n – поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов. формуле Удельные потери давления на трение R, Па/м определяются по λ R= г ∙Pд , (3.21) d где λг - коэффициент гидравлического гидравлически гладкого канала; 51 сопротивления трению для
d – эквивалентный (гидравлический) диаметр воздуховода, м; Рд – динамическое давление, Па. Коэффициент гидравлического сопротивления трению для гидравлически гладкого канала, при турбулентном режиме течения, рассчитывается по закону Блазиуса где λг = 0,3164 Re0.25 , (3.22) Re – критерий Рейнольдса, определяется по формуле где Re = V∙d ν (3.23) , V – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с; d – эквивалентный диаметр воздуховода, м; ν – кинематическая вязкость воздуха, м2/с. Динамическое давление Pд, Па, определяется по формуле Pд = где ρ∙V2 2 , (3.24) ρ – плотность воздуха кг/м3, определяется по формуле ρ= где 353 273+t , t – температура приточного воздуха, ºС. V – скорость воздуха в сечении воздуховода, м/с. (3.25) Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, опреляются по формуле 52
где Z= ∑ ξ∙ ρ∙V2 2 = ∑ ξ∙Рд , (3.26) ∑ ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода коэффициенты местных сопротивлений на границе двух участков отнесены к участку с меньшим расходом и определены по таблицам местных сопротивлений [1] Коэффициенты сопротивления узлов ответвления прямоугольного сечения в режиме нагнетания определены по[1 табл.4,5]. Коэффициенты сопротивления отводов прямоугольного сечения определены по [1, приложение 3]. Коэффициенты сопротивления узлов ответвления прямоугольного сечения с врезкой перехода в заглушку в режиме всасывания определены по [1 табл.6]. Так как для нахождения местных сопротивлений была использована таблица, то введён поправочный коэффициент n, который зависит от материала воздуховода и скорости движения воздуха и определяется по формуле λ n= ш, (3.27) λг где λш - коэффициент сопротивления трению с учетом шероховатости канала (воздуховода), рассчитывается по формуле Альтшуля k где 68 0,25 λш =0,11∙ � э + � d Re , (3.28) k э - абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода [29, приложение 10]. После определения потерь давления на каждом участке произведена увязка потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10 % по формуле 53
∆Рб -∆Рм ∆Н= � ∆Рб � ∙100%, (3.29) По итогам аэродинамического расчета получены следующие значения: • система В1: ΔР=15,49 Па; L=65 м3/ч; • система В2: ΔР=14,05 Па; L=80 м3/ч; • система В3: ΔР=10,90 Па; L=60 м3/ч; • система В4: ΔР=2,63 Па; L=40 м3/ч; • система В5: ΔР=3,70 Па; L=40 м3/ч; • система В6: ΔР=18,66 Па; L=70 м3/ч; • система В7: ΔР=2,63 Па; L=40 м3/ч; • система В8: ΔР=25,09 Па; L=80 м3/ч; • система П9: ΔР=75,74 Па; L=496 м3/ч; • система В9: ΔР=109,42 Па; L=496 м3/ч; • система ПЕ1: ΔР=15,57 Па; L=70 м3/ч. Аэродинамический расчет систем приведён в приложении Е 3.2.2 Системы вентиляции Принудительная вытяжная вентиляция предназначена для таких помещений как: санузел, душевая, ванная, гараж, мастерская, техническое помещение. Воздухообмен в санузлах, душевых и ванных комнатах осуществлен при помощи осевых бытовых вентиляторов фирмы «Blauberg Ventilatoren» моделью Sileo 100 T, которая оборудована таймером задержки выключения, для экономии электроэнергии. Оборудование подобрано исходя из полученных данных в ходе аэродинамического расчета (см. Приложение Е). Технические параметры бытового вентилятора следующие: • Напряжение и частота электрической сети – 230/50 В/Гц; • Номинальная мощность – 7,5 Вт; • Максимальный расход воздуха – 97 м3/ч; • Частота вращения – 2165 мин-1; 54
• Уровень звукового давления – 25 3 м, дБ(А). Осевые вентиляторы предназначены для потолочного и настенного монтажа. Отвод вытяжного воздуха осуществляется через круглые воздуховоды, которые расположены в подшивном потолке и в вентиляционных каналах, которые выходят в окружающую среду. В гараже, мастерской и техническом помещении удаление воздуха осуществлено с помощью осевого вентилятора фирмы «Systemair» моделью K 100 M SILEO. Вентилятор подобран исходя из аэродинамического расчета (см. Приложение Е). Технические характеристики осевого вентилятора приведены в приложении Ж. Вентиляторы данной модели устанавливаются непосредственно в воздуховодах круглого сечения, которые расположены под потолком помещений цокольного этажа и выходят в окружающую среду. Шумовые характеристики вентилятора не высокие, поэтому установка шумоглушителя не требуется. Принудительная приточно-вытяжная вентиляция предназначена для таких помещений как: столовая, кухня, детская, главная спальня, общая комната. Приток и удаление воздуха выполняется установкой фирмы «Shuft» тип CAUP 800CE-A, характеристика которой приведена в приложение Ж. Приточно – вытяжная установка с рекуперацией тепла комплектуется приточным и вытяжным вентиляторами, электрическими нагревателями, приточным и вытяжным фильтрами, пластинчатым рекуператором и системой автоматического управления с пультом дистанционного управления. Оборудование предназначено для очистки, подогрева и подачи свежего воздуха в помещения. В процессе работы оборудование удаляет из помещения загрязненный воздух через вытяжные решетки, очищая его и извлекая из него тепло, передавая его приточному воздуху через теплосберегающее устройство (рекуператор). Приточный воздух, пройдя через электрические нагреватели и рекуператор, нагревается, затем проходит по системе воздуховодов и поступает 55
в фанкойлы, проходя через которые, воздух принимает необходимые параметры для помещений. Приточно – вытяжная установка монтируется под потолком цокольного этажа в мастерской. К оборудованию подсоединены круглые воздуховоды, диаметры которых соответствуют диаметрам входных и выходных отверстий установки. Для снижения уровня шума от вентиляторов, установлены шумоглушители SonoDFA-SH 200 на приточном и вытяжном воздуховодах. Естественная приточная вентиляция, предназначена для гаража. Постоянный приток свежего воздуха осуществляется через приточный клапан фирмы «Airone» тип КИВ 125, который вмонтирован в стену. Основным элементов устройства является пластиковая трубка, по ней воздух забирается с улицы и подается в помещение. Способствует этому процессу имеющаяся разница внутреннего и наружного давления, которая обеспечена механической вытяжной вентиляцией. В мастерской и тех.помещении организован естественный приток свежего воздуха, который осуществляется по системе воздуховодов. Воздуховоды проходят под потолком помещения, затем выходят на фасад здания. 3.2.3 Расчет и подбор приточных и вытяжных решёток Для воздухораспределения в помещении к установке приняты вентиляционные решетки фирмы «Арктика» тип АМР. Решетки располагаются на стене либо на подшивном потолке. Настенный монтаж решёток производится с помощью пружинных фиксаторов. К подшивному потолку решётки крепятся с помощью самонарезающих винтов. Забор и удаление воздуха из здания осуществляется через наружные решетки АРН. В решетке установлены подвижные жалюзи, которые препятствуют проникновению атмосферных осадков с улицы. Целью расчета является определение такого живого сечения решётки, при котором скорость воздуха на выходе будет иметь нормируемое значение [32]. 56
Исходные данные даля расчета: расход воздуха системы (см. Приложение Ж), скорость движения воздуза в живом сечение решётки [32]. Используя начальные данные, требуемая площадь решетки Fтр, м2, определится по формуле Fтр = где L , 3600∙Vрек (3.30) Fтр – требуемая площадь живого сечения решётки, м2; L – расход воздуха, м3/ч; Vрек – рекомендуемая скорость воздуха в живом сечении решётки (до 2 м/с [32] ) м/с; Ориентировочное количество решёток n, шт., определяется по формуле n= где Fтр , fж.с (3.31) fж.с – площадь живого сечения решётки,м2 [14]. Фактическое живое сечение решёток Fр, м2, определяется по формуле Fр =fж.с ∙n, (3.32) Действительная скорость воздуха в решётках Vр, м/с, определяется по формуле Vр = L , 3600∙Fр Результаты расчета приведены в приложении И. 57 (3.33)
Глава 4 Проектирование источника тепло- и холодоснабжения на базе нетрадиционных источников энергии Проект систем тепло- и холодоснабжения здания выполнен в соответствии со следующими нормативными документами: СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» [7]; СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [9]; СП 30.13330.2016 «Внутренний водопровод и канализация зданий» [4]; СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов» [6] и другими нормативными документами. Нетрадиционный источник теплоснабжения для индивидуального жилого дома выбран в соответствии с соблюдением следующих условий [2]: • здание имеет высокий класс энергосбережения, в соответствии с [7]; • удаленность от систем центрального теплоснабжения; • выделяемой электрической мощности для объекта недостаточно для систем тепло- и холодоснабжения; • наличие холодильной нагрузки; • применение низкотемпературных системы отопления. В качестве основного альтернативного источника тепловой энергии выбран геотермальный тепловой насос в сочетании с вертикальными грунтовыми теплообменниками. Для обеспечения надежной и стабильной работы источника необходимо предусмотреть дополнительный традиционный источник тепловой энергии, который легко поддается автоматизации. Для данной цели подходит электрический котел [2]. Приморский край является регионом, для которого свойственно продолжительное поступление солнечной энергии в течение года [20], что говорит о целесообразности использования солнечной энергии в качестве источника теплоты. Использование солнечной 58 энергии в качестве
единственного источника низкопотенциальной теплоты малоэффективно. Поэтому в проекте предусмотрена совместная работа геотермального теплового насоса (ГТН) и солнечных коллекторов (СК) [2]. Достоинством гибридной установки, является возможность осуществлять восстановление энергетического потенциала грунта в летний период года за счет избытков тепловой энергии, поступающих от СК, которые сбрасываются в грунтовый теплообменник. Восстанавливать энергетический потенциал грунтового массива также позволяет работа ГТН в режиме холодоснабжения [30]. Перед разработкой определена необходимая источника тепловая теплонагрузка и на холодоснабжения отопление и была горячее водоснабжение и холодильная нагрузка на систему кондиционирования (см. Глава 3). В соответствии с полученными нагрузками на системы подобрано оборудование: • геотермальный рассольно-водяной тепловой насос Vitocal 300G BW 301.A21. фирмы «Viessmann», который подобран исходя из нагрузки на систему холодоснабжения равной 23,6 кВт, теплоснабжения 20 кВт и части тепловой нагрузки на горячее водоснабжение, что составляет 6 кВт. Технические характеристики теплового насоса представлены в таблице 4.1. Таблица 4.1 – технические данные рассольно-водяного теплового насоса Наименование Параметр 1 2 Номинальная тепловая мощность, кВт 28,8 Холодопроизводительность, кВт 23,3 Потребляемая электрическая мощность, кВт 5,96 Коэффициент мощности ε (COP) 4,83 Рассол (первичный контур). Макс. Температура подачи (вход), ℃ 25 Рассол (первичный контур). Мин. Температура подачи (вход), ℃ Теплоноситель (вторичный контур). Макс. Температура подачи, ℃ 59 минус 10 60
Продолжение таблицы 4.1 1 2 Холодильный контур. Хладогент R410A Плотность хладогента кг/м3 при 0 ℃ 1172 Удельная теплоемкость хладогента Дж/(кг ∙ ℃) 1507 Холодильный контур. Потенциал глобального потепления (GWP) • исходя 2088 электронагреватель Zota-21 «Lux» фирмы «Zota», который подобран из тепловой нагрузки здания равной 20 кВт. Технические характеристики электронагревателя приведены в таблице 4.2. Таблица 4.2 – технические характеристики электронагревателя Наименование Параметр Номинальная потребляемая мощность, кВт 21 Значение потребляемой мощности по ступеням, кВт 7-14-21 Номинальное напряжение питания, В 380±10% Давление воды в системе отопления, не более, МПа 0,6 Диапазон регулировки температуры теплоносителя, ℃ 30-90 Макс. Производительность при нагреве воды на 40 ℃, м3/ч 0,45 Диапазон регулировки темпераутры воздуха в помещении, ℃ • 5-35 плоский солнечный коллектор фирмы «Wolf» TopSon F3-1, который рассчитан на нагрузку системы горячего водоснабжения равную 16,65 кВт. Технические характеристики солнечного коллектора приведены в таблице 4.3 60
Таблица 4.3 – технические характеристики солнечного коллектора. Наименование Параметр Угол наклона при установке 15º–90º Оптический КПД, % 80,4 Коэффициент теплопотерь a1, Вт/(м2∙К) 3,235 Коэффициент теплопотерь a2, Вт/(м2∙К) 0,0117 Макс. температура в состоянии покоя, °C 194 Угол отражения – поправочный коэффициент К50°, % 94,0 Теплоемкость кДж/(м2∙К) 5,85 Макс. доп. избыточное давление, бар 10 4.1 Расчет вертикального грунтового коллектора При устройстве в грунте вертикальных регистров труб (систем сбора низкопотенциального тепла грунта) с циркулирующим по ним теплоносителем, имеющим пониженную (повышенную) относительно окружающего грунтового массива температуру, происходит отбор (сброс) тепловой энергии (холода) от грунта и их отвод потребителю [2]. К установке теплообменник. принят Данный вид одиночный вертикальный теплообменников способствует U-образный экономии площади, и они пригодны к использованию почти во всех видах грунта. Уровень необходимой мощности отведения зависит от геологических и климатических условий, технологии извлечения тепла и сезонных колебаний тепловой нагрузки со стороны потребителя. Для получения большей мощности создано коллекторное поле. Оно представляет собой объединение нескольких вертикальных теплообменников. [15] Количество скважин напрямую зависит от удельной мощности отведения вертикального теплообменника, данный показатель зависит от свойств грунта. Для данной местности почва нормальная, отложения насыщены водой. Тогда удельная мощность отведения для мощности отопления до 30 кВт для данного грунта составляет 50 Вт/м[15]. 61
Необходимая длина коллектора L, м. определена по формуле (4.1.1). Расчет базируется на удельной мощности отведения грунта и тепловой нагрузки здания (см. Глава 3). Q0 L= где Q0 qe 26000 = =520, 50 (4.1.1) – тепловая нагрузка здания (отопление 20000 Вт, горячее водоснабжение 6000 Вт), Вт; qe – удельная мощность отведения, Вт/м [15]. Длина скважины Lск , м, должна быть более 90 м. Её длина определена по формуле L 520 N 8 Lск = = где =65, (4.1.2) L – общая длина теплообменника, м; N – количество скважин, шт. Тепловая мощность от одной термоскважины Qск , Вт, определена по формуле [2] Qск = где Q0 N = 26000 8 =3250, (4.1.3) Q0 – то же, что и в формуле 4.1.1; N – то же, что и в формуле 4.1.2; Таким образом, для покрытия тепловой нагрузки 26 кВт, под установку грунтовых теплообменников необходимо пробурить восемь скважин глубиной 65 м, при этом тепловая мощность одной составляет 3250 Вт. 62
4.2 Гидравлический расчет вертикальных грунтовых коллекторов Гидравлическому расчету предшествует подготовительная работа, в процессе которой: 1. расчетным путем определена необходимая тепловая нагрузка здания (см. Глава 3); 2. определено необходимое количество скважин; 3. выбрано расположение скважин на плане на расстоянии 5 м друг от друга (см. графическая часть, лист 6); 4. объединены теплообменники между собой по принципу Тихельмна [15] 5. определены длины расчетных участков и тепловая нагрузка одной скважины и местные сопротивления на участках. Целью гидравлического расчета является определение оптимальных диаметров трубопроводов, при которых будет обеспечена устойчивая и надежная доставка расчетного количества теплоносителя. При гидравлическом расчете учтены следующие рекомендации[15]: • при расчете подводящих труб к вертикальным теплообменникам необходимо обеспечить низкие потери давления, так как мощность циркуляционного насоса снижает сезонный коэффициент полезного действия теплового насоса; • при расчете необходимо учесть повышенный уровень вязкости соляного раствора в сравнении с водой; • максимальная скорость потока должна составлять 1 м/с. течение в грунтовом контуре должно иметь турбулентный характер, так как это усиливает теплообмен между трубой и соляным раствором, что в свою очередь увеличивает его температуру. Гидравлический расчет вертикальных грунтовых теплообменников производится методом удельных потерь давления на трение [31]. 63
Данный метод заключается в том, что потери давления на трение и в местных сопротивлениях для каждого участка определяются раздельно. Перепад температур на участках постоянен. Сначала выполнен гидравлический расчет каждого участка. Затем система была разбита на циркуляционные кольца, в которые входят участки по ходу движения теплоносителя: от начала теплового узла, затем по подающей магистрали, скважина, обратная магистраль и обратно в тепловой узел. Таким образом, потеря давления в циркуляционном кольце равна сумме потерь давления на его гидравлических участках. Разница между потерями циркуляционных колец должна быть менее 10 %. Расчет начинается с определения расхода теплоносителя на участке G, кг/ч, по формуле G= где 3600∙Q , ∆t∙c (4.2.1) Q – тепловая мощность расчетного участка, Вт; ∆t – температурный перепад на расчетном участке ℃, в данном расчете принят ∆t=3 ℃; c – теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг∙ ℃) (см. таблицу 4.1). Потеря давления на участке Руч , Па, определена по формуле Руч =Рξ +РL , где (4.2.2) Рξ – потери давления в местном сопротивлении, Па; РL – потери давления по длине, Па. Потери давления в местных сопротивлениях Рξ , Па, определены по формуле 64
Рξ =Рд ∙ ∑ξ, где (4.2.3) Рд – динамические потери давления на участке, Па, определяются по формуле где V 2 ∙ρ Рд = , 2 (4.2.4) V – скорость потока, м/с; ρ – плотность теплоносителя, кг/м3 (см. таблицу 4.1). ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений [32]. Скорость потока на расчетном участке V, м/с, определяется по формуле V= где G∙4 3,14∙d2 , (4.2.5) G – расход теплоносителя на расчетном участке, м3/с; d – диаметр трубопровода, м. Потери давления по длине определяются по формуле 4.2.6 λ V2 ∙ρ РL =R∙L= ∙ ∙L Па, dвн 2 где (4.2.6) λ – коэффициент гидравлического трения, определяется по формуле Альтшуля (4.2.7) L – длина расчетного участка, м; V, ρ – то же, что и в формуле 4.2.4. ∆ 68 0,25 λ=0,11∙ � + � , dвн Re 65 (4.2.7)
где ∆ – эквивалентная шероховатость трубопровода, м; dвн – внутренний диаметр трубопровода, м; Re – число Рейнольдса, определяется по формуле 4.2.8 Re= где V∙d , ν (4.2.8) V – то же, что и в формуле 4.2.4; d – то же, что и в формуле4/2/5; ν – кинематический коэффициент вязкости, м2/с (см. таблицу 4.1). Для стабильной работы системы предусмотрен ручной балансировочный клапан MSV-BD Leno™ [23]. Клапан устанавливается максимально открытым, при этом его настройка 6,6, пропускная способность 31,61 м3/ч. Потери давления на клапане определяются по формуле (4.2.9) где G 2 8,83 2 ∆рк = � 2 � = � � ∙ 100000 = 6745,86 Па, K vs 31,61 (4.2.9) G - расход теплоносителя, м3/ч ( см. приложение К); Кvs – пропускная способность клапана dy 50, м3/ч [23]. По итогам расчета потери давления в системе 115028 Па, расход теплоносителя 17,86 м3/ч. Гидравлический расчет сведен в таблицу и представлен в приложении К. 4.3 Монтаж вертикального используемые материалы грунтового теплообменника и Первый этап монтажа – бурение скважин диаметром 150 мм на расстоянии 5 м друг от друга. Перед погружением, грунтового U – образного теплообменника необходимо провести гидравлические испытания в соответствии с требованиями стандарта EN 805. Затем его заполняют 66
теплоносителем и крепят к низу груз Upanor для предотвращения всплытия [2]. Далее опускают грунтовый теплообменник в заранее пробуренную скважину и заливают бентонитом. Отверстия в выступающих над землей частях труб закрываются, чтобы в трубу не попал грунт, для этого предусмотрены заглушки Upanor [2]. В случае опасности заражения водоносного горизонта грунтовыми водами, которые протекают вдоль стенки грунтового теплообменника, применяются герметики или цементные растворы [2]. Заключительный этап работ включает соединение выпусков вертикальных теплообменников трубами Uponor Ground Energy PE-Xa, диаметры которых определены исходя из гидравлического расчета. Между собой трубы соединены неразъёмными муфтами. Трубы изготавливаются из сшитого полиэтилена по методу Энгеля в соответствии с требованиями стандартов DIN 16892/16893. Преимущество использования данной трубы в том, что для неё в соответствии с требованиями стандарта W 400-2 DVGW не требуется устройство песчаной подушки. После соединения всех выпусков из вертикальных коллекторов осуществляется ввод в здание на глубине 2 м, что связано с архитектурными особенностями объекта. Для удаления воздуха подводящие трубы проложены с уклоном 5% по отношению к коллектору, на котором установлены автоматические воздухоотводчики. 4.4 Проектирование системы плоских солнечных коллекторов К установке принимаются коллекторы фирмы «Wolf» тип TopSon F3-1. Преимущества использования данного вида коллектора в том, что абсорбер с высококачественным покрытием обеспечивает максимальную производительность коллектора. Теплоноситель проходит по трубам, на обратной стороне абсорбера, конструктивно выполненных в виде меандра. 67
Такая конструкция обеспечивает равномерное протекание теплоносителя и эффективное функционирование, в различных режимах. Основная потребность в использовании солнечных коллекторов (СК), это покрытие тепловой нагрузки на горячее водоснабжение. В разрабатываемом проекте СК устанавливаются на крыше без дополнительных стоек с уклоном 20 и ориентированы на восток. Необходимое количество СК рассчитано в соответствии с указаниями по проектированию плоских коллекторов [25]. Исходные данные: • Климатическая зона – 2 [20]; • Уклон крыши – 20º; • Установка коллекторов – В; • Потребность в горячей воде – 105 л. на чел. в день; • Число жителей – 4 чел. Количество плоских коллекторов N, шт, определяется по формуле N=Фз ∙Фк ∙Фп ∙n∙0,4=0,9∙1,4∙1∙4∙0,4=2,02, где (4.4.1) N – количество солнечных коллекторов, шт; Фз – фактор, учитывающий климатическую зону; Фк – фактор, учитывающий расположение крыши; N – число жителей, чел. Несмотря на то, что в результате расчета количество СК равно 2 шт., к установке принимается 3 шт., для обеспечения запаса тепловой мощности. Необходимый объем водонагревателя V, л, определяется по формуле V=n∙Фп ∙75=4∙1∙105=420, где n – то же, что и в формуле 4.4.1; Фп – фактор потребления горячей воды; 68 (4.4.2)
105 – потребление горячей воды на человека, л. К установке принимается водонагреватель фирмы «Wolf» Sem-1 400, который рассчитан на 400 литров. Преимущества использования данного водонагревателя в том, что он является стальным с двумя трубчатыми теплообменниками, внутренняя поверхность которого защищена слоем эмали и дополнительным магнитным анодом. Боковой фланец обеспечивает возможность установки электрического нагревателя мощностью 2 кВт. 4.5 Описание режимов работы источника Приготовление горячей воды при помощи солнечной энергии Подготовка воды на нужды горячего водоснабжения (ГВС) осуществляется в водонагревателе фирмы «Wolf» Sem-2 на 400 л. Данный водонагреватель оборудован электрическим тэном мощностью 2 кВт, двумя трубчатыми теплообменниками, по одному контуру которого циркулирует теплоноситель от солнечных коллекторов, по-другому – от теплового насоса. Если разность температур между датчиком температуры солнечного коллектора и датчиком температуры водонагревателя превысит разность температур для включения, то включается насос контура гелиоустановки, и начинается нагрев буферной емкости отопительного контура. Нагрев производится при падении температуры в водонагревателе до 40 ºС и ниже, и прекращается при достижении температуры 60 ºС. В случае возникновения следующих ситуаций: разность температур падает ниже разности температур для выключения; превышение максимальной температуры емкостного водонагревателя; достижение температуры, установленной на защитном ограничителе температуры, то при выполнении одного из условий избытки теплоты от солнечных коллекторов поступают в скважинное поле (летний период) или в бак-гидробуфер (зимний период). Тогда трехходовой клапан с электроприводов ARA 663 ESBE VRG 131 15-2,5 меняет свое положение так, чтобы теплоноситель поступал в пластинчатый 69
теплообменник, минуя водонагреватель. Там, он отдает свою теплоту теплоносителю, который циркулирует в грунтовых теплообменниках [30]. Пластинчатый теплообменник предназначен для утилизации теплоты от солнечных коллекторов. Теплота в скважинное поле сбрасывается до тех пор, пока не возникнет потребность в нагреве воды для ГВС. Тогда трехходовой клапан переходит в первоначальное положение, и теплоноситель циркулирует по контуру через водонагреватель. Приготовление горячей воды без использования солнечной энергии При данном режиме работы приготовление горячей воды происходит при помощи ГТН. Энергией для теплового насоса служит энергия, извлекаемая из грунта с помощью 8 скважин по 65 м глубиной, в которых установлен грунтовый теплообменник. Теплоноситель, пройдя грунтовый теплообменник, поступает сначала в бак-гидробуфер на 100 л для выравнивания температурного потенциала теплоносителя, а затем – в тепловой насос [30]. Циркуляция теплоносителя до бака-гидробуфера осуществляется циркуляционным насосом фирмы «Grundfos» UPS 65-60/4 F, до теплового насоса – циркуляционным насосом фирмы «Grundfos» UPS 65-60. Применение бака гидробуфера улучшает эксплуатационные характеристики и повышает надежность работы теплового насоса, т.к. скачки температуры от источника низкопотенциальной энергии минимизированы. Для учёта параметров теплоносителя, поступающего из грунтового теплообменника, на оборудовании установлены датчики температуры, расхода и учета тепловой энергии [30]. После теплового насоса теплоноситель при помощи циркуляционного насоса фирмы «Grundfos» марки MAGNA 3 25-40, циркулирует по контуру «тепловой насос-потребитель», с температурой до 60 ºС и тепловая энергия поступает в верхний контур водонагревателя. В случае, если энергии теплового насоса будет недостаточно, то включается электрический тэн. 70
Отопление помещения при помощи геотермального теплового насоса Процесс получения теплоносителя необходимой температуры, который циркулирует по контуру «тепловой насос-потребитель» такой же, как и в случае приготовления горечей воды без использования солнечной энергии. Теплоноситель также проходит циркуляционный насос MAGNA 3 25-40, затем трехходовой клапан ESBE VRG 131 40-25 с сервоприводом, который в данном режиме направляет теплоноситель сразу в бак - гидробуфер на 100 л. Далее проходит циркуляционный насос фирмы «Grundfos» UPS 32-120, рассчитанные на преодоление потерь давления в системе фанкойлов и радиаторного отопления. После чего теплоноситель подается в систему водяного теплого пола. Отдав тепловую энергию помещениям, теплоноситель возвращается в тепловой насос, пройдя при этом бак - гидробуфер и трехходовой клапан с электроприводом ARA 663 ESBE VRG 131 40-25. Трехходовой клапан в донном режиме направляет теплоноситель в тепловой насос. Узел смешения теплого водяного пола Температура теплоносителя в системе отопления до 60°С, необходимо её уменьшить так, чтобы обеспечить температуру в подающем трубопроводе водяного теплого пола до 40 °С. Для этого использован смесительный трехходовой клапан ESBE 40RA-AS (38-65 град С), который создает технологические возможности для подмеса воды из обратного трубопровода. Трехходовой клапан установлен на подающем трубопроводе перед циркуляционным насосом фирмы «Grundfos» модель UPS 25-60 N 180, который рассчитан на преодоление потерь давления в контурах водяного теплого пола. Работа клапана регулируется при помощи автоматики, которая реагирует на изменение температуры в подающем и обратном трубопроводе, благодаря данным полученных с датчиков температуры, которые установлены на обратном трубопроводе и внутри помещений. 71
Отопление помещений при помощи электрического котла и геотермального теплового насоса В случае, если геотермальный тепловой насос не способен обеспечить необходимые параметры теплоносителя: до 60 ºС, то включается электрический котел Zota-21 «Lux» фирмы Zota. Данный процесс контролирует система автоматизации, которая считывает информацию с датчиков температуры и в зависимости от показателей принимает решение о включении или отключении дополнительного источника теплоснабжения. В случае совместной работы двух источников теплоснабжения трехходовой клапан с электроприводом ARA 663 ESBE VRG 131 40-25, который расположен перед электрическим котлом, меняет свое положение так, чтобы теплоноситель проходил через электрический котел и далее поступал в систему отопления. Работа данного клапана осуществляется при помощи системы автоматизации. В случае аварийной ситуации с геотермальным тепловым насосом возможна работа только электрического котла. Тогда трехходовые клапаны с электроприводом ARA 663 ESBE VRG 131 40-25, установленные на обратном трубопроводе после системы отопления и на подающем трубопроводе перед электрическим котлом, принимают такое положение, чтобы теплоноситель циркулировал по контуру электрический котел – система отопления. 72
Заключение В данной выпускной квалификационной работе выполнен проект системы тепло- холодоснабжения и вентиляции для индивидуального жилого дома. Разработан индивидуальный источник теплоснабжения на базе возобновляемых источников энергии. Для реализации проекта были выполнены расчеты, в ходе которых определены нагрузки на систему тепло- холодоснабжения. В соответствии с особенностями применения возобновляемых источников энергии разработаны низкотемпературные системы: фанкойлов, водяной теплый пол, радиаторное отопление Выпускная квалификационная работа выполнена в полном объеме и соответствует заданию. Все принятые в ходе проектирования проектные решения полностью отвечают современным документации. 73 требованиям нормативной
Список используемых источников 1. ВСН 353-86. унифицированных Проектирование деталей. – и Введ. применение 1987-01-01. воздуховодов – М.: из ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР, 1986. – 29 с. : ил 2. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов нетрадиционных возобновляемых источников энергии. – Введ. 2001-31-01. – М.: Москомархитектуры, 2001. – 44 с. : ил. 3. СП 20.13330. 2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. – Введ. 2017-06-04. – М.: Минстрой России, 2016. – 102 с. : ил. 4. СП 30.13330.2016. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85* (с Поправкой). – Введ. 201706-17. Минстрой России, 2016. – 98 с. : ил. 5. СП 31.106.2002. Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом. – Введ. 2002-09-01. – М.: Госстрой России, 2002. – 26 с. : ил. 6. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов. – Введ. 1996-07-01. – М.: Минстрой России, 1996. – 118 с. : ил 7. СП 50.13330. 2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – Введ. 2013-07-01. – М.: Минрегион России, 2012. – 139 с. : ил. 8. СП 55.13330.2016. СНиП 31-02-2001 Дома жилые одноквартирные. – Введ. 2017-04-21. Минстрой России, 2016. – 41 с. : ил. 9. СП 60.13330.2016. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. – Введ. 2017-06-17. – М.: Минстрой России, 2016. – 100 с. : ил. 74
10. СП 131. 13330. 2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменением N 2). – Введ. 2013-01-01. – М.: Минрегион России, 2012. – 109 с. : ил. 11. Альтернативные источники теплоснабжения // infopedia.su URL: https://infopedia.su/17x5ca5.html 12. Баскаков А. П., Мунц В. А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебник для вузов.— М.: Издательский Дом «БАСТЕТ», 2013.— 368 с. 13. энергии Васильев земли в Г.П."Использование теплонасосных низкопотенциальной системах" // тепловой www.insolar.ru URL: www.insolar.ru/lib_15.php. 14. Воздухораспределители компании «Арктос». Указания по расчету и практическому применению. – 5-е изд. – . 2008. – 2016.: ил. 15. Геотермальная энергия. Upanor. Системы внутреннего климата. Техническая информация. 2013. – 68 с. :ил. 16. Малявина Е. Г. Теплопотери здания: справочное пособие / Е. Г. Малявина. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. – 144 с. — 2 000 экз. 17. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Жилые здания со встроенными помещениями общественного назначения и стоянками автомобилей. Коттеджи: Справочное пособие. – М.: Пантори. 2003. – 308 с.: ил. 18. Половинкина Е.О., Семикова Е.Н. Комплексное использование нетрадиционных источников теплоты и энергосберегающих технологий в автономных системах теплоснабжения. URL: https://www.scienceforum.ru/2015/pdf/10023.pdf 19. Попель О. С.Возобновляемые источники энергии: роль и место в современной и перспективной энергетике. // «Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева),». 2008. № 6. 20. Природно-климатические зоны России: таблица, описание и особенности // businessman.ru URL: https://natworld.info/raznoe-o-prirode/klimatrossii-osobennosti-tipy-oblasti-zony-i-regiony. 75
21. Программа расчетов элементов инженерных систем. VaLTec. PRG V.3.1.3. URL: https://valtec.ru/_test.shtml. 22. Руководство по эксплуатации. Гарантийный талон. Обогреватель электрический бытовой конвективный серия ENZO Electronic. URL: https://www.moscowclimate.ru/UserFiles/Files/instrukt/instrukcia_ballu_enzo_electr onic.pdf. 23. Ручные балансировочные клапаны MSV-BD Leno™. Техническое описание. Danfoss.URL: http://ua.heating.danfoss.com/PCMPDF/msvbd_19_2012.pdf. 24. Сибикин Ю. Д., Сибикин М. Ю. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Учебное издание.— М.: ИП РадиоСофт, 2008.—228 с.: ил. 25. Солнечная теплотехника. Техническая документация. . URL: http://www2.ligats.ru/upload/medialibrary/pdf/Technical-documentation-Solarteplotehnika.pdf. 26. Техническая информация I/2016. Панельные радиаторы therm-x2®. Kermi. URL: http://www.kermi-ru.ru/files/teh_info/kermi_catalog.pdf. 27. Технический паспорт изделия. Блок коллекторный латунный с термостатическими клапанами и расходомерами. Valtrc. URL: https://valtec.ru/document/technical/VTc.596-0916.pdf. 28. Учет в тепловом балансе теплопоступлений от офисного оборудования. C. Wilkins, M. Hosni, члены Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) – Режим доступа: URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2033. 29. Шиляев, М.И. Типовые примеры расчета систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: учебное пособие / М.И. Шиляев, Е.М. Хромова, Ю.Н. Дорошенко. – Томск: Изд-во Том. Гос.архит. строит. Унта, 2012. – 288 с. 30. на базе Штым А.С., Журмилов А.А. Научно-исследовательская установка солнечных коллекторов и теплового 76 насоса. // «Вестник
Дальневосточного государственного технического университета» . - 2010. - № 2 (4). 31. Штым А.С., Черненков В.П., Кобзарь А.В., Тарасова Е.В.Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий: учебное пособие [электронный ресурс]/отв. ред. А.С. Штым; Инженерная школа ДВФУ. – Электрон.дан. – Владивосток: Дальневост. федерал. ун-т, 2016. – 130 с.: ил. 32. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Часть 1./ Щекин Р.В. – М.: Будивельник, 1976. – 418с. 77
Приложение А Температура наружного воздуха t ,°С Температура внутреннего воздуха t, °С 1/Rд 6 7 8 9 101 Сауна 10 11 12 13 14 15 16 HC1.1 З 6,50 2 -23 15 0,48 1 117,62 1,10 129,38 HC1.2 З 3,25 1 -23 15 0,23 1 28,72 1,10 31,59 НС2.1 С 9,10 2 -23 15 0,48 1 164,67 1,15 189,37 НС2.2 С 4,55 1 -23 15 0,23 1 40,21 1,15 46,24 n Qпом, Вт Высота ограждающей конструкции H, м 5 Qбыт, Вт Площадь ограждающей конструкции F , м3 4 Qинф, Вт Ориентация ограждающей конструкции 3 Q, Вт Тип ограждающей конструкции 2 1+∑β Наименование помещения 1 Q0, Вт № помещения Таблица А.1 – расчет тепловых потерь помещений здания 555,59 ПЛ2 5,50 -23 15 0,23 1 48,60 1,05 51,03 ПЛ3 4,50 -23 15 0,12 1 19,88 1,05 20,88 ПР 8,80 -23 15 0,25 1 82,95 1,05 87,09 Пол 8,80 78
Продолжение таблицы А.1 1 102 103 104 2 Санузел Кладовая пищевых продуктов Комната отдыха 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 HC1.1 З 3,70 2 -23 19 0,48 1 74,00 1,10 81,40 HC1.2 З 1,85 1 -23 19 0,23 1 18,07 1,10 19,88 НС2.1 С 4,96 2 -23 19 0,48 1 99,20 1,15 114,08 НС2.2 С 2,48 1 -23 19 0,23 1 24,22 1,15 27,86 ПЛ2 2,50 -23 19 0,23 1 24,42 1,05 25,64 ПЛ3 0,54 -23 19 0,12 1 2,64 1,05 2,77 Пол 2,70 -23 16 0,24 1 81,85 1,10 90,04 -23 16 0,48 1 83,57 1,00 83,57 НС1 С 8,76 ПЛ1 4,50 Пол 4,50 3 14 НС1 Ю 8,69 3 -23 20 0,24 1 89,57 1,05 94,05 О1 Ю 6,16 2,7 -23 20 1,82 1 481,29 1,05 505,35 234,16 НС вн 8,85 3 15 20 0,35 1 15,49 1,00 15,49 НС вн 8,10 3 16 20 0,35 1 11,34 1,00 11,34 НС вн 12,30 3 16 20 0,35 1 17,22 1,00 17,22 ПЛ1 9,10 -23 20 0,48 1 186,33 1,05 195,65 15 271,62 173,61 330,00 79 16 911,78
Продолжение таблицы А.1 1 105 106 2 Коридор Тех.пом 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ПЛ2 9,10 -23 20 0,23 1 91,00 1,05 95,55 ПЛ3 13,90 -23 20 0,12 1 69,50 1,05 72,98 Пол 33,00 14 15 16 234,16 НС1.1 С 5,20 2 -23 18 0,48 1 101,52 1,15 116,75 НС1.2 С 2,60 1 -23 18 0,23 1 24,79 1,15 28,51 НС2.1 З 3,00 2 -23 18 0,48 1 58,57 1,10 64,43 НС2.2 З 1,50 1 -23 18 0,23 1 14,30 1,10 15,73 НС3.1 В 3,00 2 -23 18 0,48 1 58,57 1,10 64,43 НС3.2 В 1,50 1 -23 18 0,23 1 14,30 1,10 15,73 368,38 ПЛ2 2,20 -23 18 0,23 1 20,98 1,05 22,03 ПЛ3 7,60 -23 18 0,12 1 36,23 1,05 38,04 ПЛ4 0,90 -23 18 0,07 1 2,60 1,05 2,73 Пол 3,90 НС1.1 С 5,20 2 -23 16 0,48 1 96,57 1,10 106,23 НС1.2 С 2,60 1 -23 16 0,23 1 23,58 1,10 25,94 176,61 ПЛ2 2,60 -23 16 0,23 1 23,58 1,00 23,58 ПЛ3 4,60 -23 16 0,12 1 20,86 1,00 20,86 80
Продолжение таблицы А.1 1 2 3 4 Пол 107 108 Мастерская Гараж 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8,30 HC 1.1 С 10,60 2 -23 22 0,48 1 227,14 1,15 261,21 HC 1.2 С 5,30 1 -23 22 0,23 1 55,47 1,15 63,78 НС2.1 В 6,68 2 -23 22 0,48 1 143,14 1,05 150,30 НС2.2 В 3,34 1 -23 22 0,23 1 34,95 1,05 36,70 НС вн 13,80 3 15 22 0,35 1 33,81 1,00 33,81 НС вн 8,10 3 16 22 0,35 1 17,01 1,00 17,01 ПЛ2 6,30 -23 22 0,23 1 65,93 1,05 69,23 ПЛ3 6,20 -23 22 0,12 1 32,44 1,05 34,06 Пол 12,40 HC 1 В 20,25 3 -23 15 0,24 1 184,36 1,10 202,80 НС2 Ю 12,21 3 -23 15 0,24 1 111,17 1,05 116,72 Д2.1 Ю 7,02 2,7 -23 15 0,53 1 140,40 1,05 147,42 367,68 Д2.2 Ю 7,02 2,7 -23 15 0,53 1 140,40 1,05 147,42 367,68 666,11 2010,90 ПЛ1 24,40 -23 15 0,48 1 441,52 1,05 463,60 ПЛ2 16,00 -23 15 0,23 1 141,40 1,05 148,47 81
Продолжение таблицы А.1 1 109 110 2 Кладовая Душевая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ПЛ3 9,80 -23 15 0,12 1 43,30 1,05 45,47 ПЛ4 1,30 -23 15 0,07 1 3,48 1,05 3,65 Пол 51,20 14 15 16 735,35 HC 1 Ю 4,15 3 -23 16 0,24 1 38,74 1,05 40,68 О1 Ю 1,10 1,2 -23 16 1,82 1 78,28 1,05 82,20 НС2 З 2,85 3 -23 16 0,24 1 26,63 1,05 27,96 ПЛ1 3,00 -23 16 0,48 1 55,71 1,05 58,50 ПЛ2 3,00 -23 16 0,23 1 27,21 1,05 28,57 ПЛ3 1,10 -23 16 0,12 1 4,99 1,05 5,24 Пол 7,50 34,68 277,82 34,68 HC 1 Ю 7,49 3 -23 24 0,24 1 84,39 1,05 88,61 О1 Ю 6,16 2,7 -23 24 1,82 1 526,06 1,05 552,36 264,00 НС2 З 13,74 3 -23 24 0,24 1 154,72 1,10 170,19 НС вн 11,40 3 15 24 0,35 1 35,91 1,00 35,91 НС вн 11,70 3 20 24 0,35 1 16,38 1,00 16,38 ПЛ 1 11,96 -23 24 0,48 1 267,68 1,05 281,06 ПЛ 2 3,60 -23 24 0,23 1 39,35 1,05 41,32 82 1644,46
Продолжение таблицы А.1 1 2 3 4 5 ПР 15,90 Пол 15,90 6 7 8 9 10 11 12 13 -23 24 0,25 1 185,36 1,05 194,63 14 15 264,00 Итого тепловые потери на цокольном этаже: 201 Построчная HC 1 З 6,14 3,2 -23 18 0,31 1 78,45 1,10 86,30 НС2 С 15,17 3,2 -23 18 0,31 1 193,67 1,15 222,73 О2 С 2,02 1,6 -23 18 1,82 1 150,28 1,15 172,83 Пол 202 Коридор 203 Санузел 8,10 6,60 3,2 -23 18 0,31 1 84,25 1,15 96,88 НС2 З 4,80 3,2 -23 18 0,31 1 61,29 1,10 67,42 НС3 В 4,80 3,2 -23 18 0,31 1 61,29 1,10 67,42 О1 С 1,72 1,23 -23 18 1,82 1 128,37 1,15 147,62 НС вн 6,00 3 16 18 0,35 1 4,20 1,00 4,20 Пол 19,40 435,80 52,26 52,26 7,56 3,2 -23 24 0,31 1 110,70 1,10 121,77 НС вн 7,80 3 18 24 0,35 1 16,38 1,00 16,38 НС вн 7,20 3 18 24 0,35 1 15,12 1,00 15,12 0,76 0,88 -23 24 1,82 1 64,67 1,10 71,14 О1 65,30 65,30 С С 7056,89 547,14 НС1 HC 1 16 252,72 С 83 28,30
Продолжение таблицы А.1 1 2 3 4 Пол 204 Гардеробная 207 Гостевая Общая комната 8 9 10 11 12 13 17,18 3,2 -23 18 0,31 1 219,42 1,15 252,33 НС2 В 11,07 3,2 -23 18 0,31 1 141,31 1,10 155,44 8,70 3 16 18 0,35 1 6,09 1,00 6,09 0,93 0,88 -23 18 1,82 1 69,54 1,10 76,49 НС вн В 14 15 16 28,30 С 10,50 519,57 29,22 29,22 HC 1 В 6,42 3,2 -23 16 0,31 1 77,95 1,05 81,85 Д1 В 2,86 2,7 -23 16 0,53 1 58,75 1,05 61,68 Пол 206 7 5,70 Пол Тамбур 6 HC 1 О2 205 5 5,00 147,95 291,48 147,95 HC 1 В 14,72 3,2 -23 20 0,31 1 197,08 1,10 216,79 О1 В 2,07 1,95 -23 20 1,82 1 161,60 1,10 177,76 НС2 Ю 15,12 3,2 -23 20 0,31 1 202,44 1,05 212,56 О2 Ю 2,07 1,95 -23 20 1,82 1 161,60 1,05 169,68 НС вн 8,70 3 16 18 0,35 1 6,09 1,00 6,09 Пол 21,00 72,40 210,00 696,48 310,00 1513,93 51,20 123,60 О1 В 3,24 2,7 -20 20 1,82 1 235,64 1,10 259,20 69,20 О3 З 3,24 2,7 -20 20 1,82 1 235,64 1,10 259,20 69,20 84
Продолжение таблицы А.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 О2 Ю 11,07 2,7 -23 20 1,82 1 865,47 1,05 Пол 208 Столовая Кухня Ванная 14 16 170,00 1913,56 54,00 290,08 Итого тепловые потери на первом этаже: 6460,78 908,75 258,39 396,79 HC 1 Ю 9,52 3,2 -23 19 0,31 1 124,55 1,05 130,78 О1 Ю 6,32 2,7 -23 19 1,82 1 482,47 1,05 506,59 143,69 НС2 З 6,11 3,2 -23 19 0,31 1 79,88 1,10 87,87 Д2 З 8,61 2,7 -23 19 1,82 1 657,72 1,10 723,49 491,14 17,00 634,84 HC 1 З 7,11 3,2 -23 19 0,31 1 92,99 1,10 102,28 О2 З 2,91 1,7 -23 19 1,82 1 221,99 1,10 244,19 Пол 301 15 31,00 Пол 209 13 15,40 97,61 HC 1 З 12,88 3,2 -23 24 0,31 1 185,19 1,10 203,71 НС2 С 7,63 3,2 -23 24 0,31 1 109,76 1,15 126,22 НС вн 10,20 3 18 24 0,35 1 21,42 1,00 21,42 НСвн 7,20 3 20 24 0,35 1 10,08 1,00 10,08 2,32 1,84 -23 24 1,82 1 198,12 1,15 227,84 -23 24 0,25 1 85,10 1,05 89,36 О2 ПР 97,61 741,14 С 7,30 85 62,52
Продолжение таблицы А.1 1 2 3 4 Пол HC 1 302 303 Гардеробная Коридор Ванная 6 7 8 9 10 11 12 13 7,30 С 7,36 ПР 6,70 Пол 6,70 3,2 -23 18 0,31 1 92,31 1,10 101,54 -23 18 0,25 1 68,14 1,00 68,14 С 4,75 3,2 -23 18 0,31 1 59,58 1,15 68,51 НС2 З 4,80 3,2 -23 18 0,31 1 60,20 1,10 66,22 НС3 В 4,80 3,2 -23 18 0,31 1 60,20 1,10 66,22 О1 С 3,57 2,55 -23 18 1,82 1 266,13 1,15 306,05 -23 18 0,25 1 102,71 1,05 107,85 10,10 Пол 10,10 3,2 -23 24 0,31 1 96,87 1,10 106,56 НСвн 7,80 3 18 24 0,35 1 16,38 1,00 16,38 НСвн 7,80 3 20 24 0,35 1 10,92 1,00 10,92 1,58 1,84 -23 24 1,82 1 135,22 1,10 148,75 -23 24 0,25 1 73,45 1,00 73,45 С 16 169,68 84,36 84,36 6,74 О1 15 699,22 ПР С 14 62,52 НС1 НС1 304 5 398,72 ПР 6,30 Пол 6,30 42,67 42,67 86
Продолжение таблицы А.1 1 305 306 307 2 Детская Детская Детская 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 HC 1 С 17,31 3,2 -23 20 0,31 1 227,73 1,15 261,89 НС2 В 10,48 3,2 -23 20 0,31 1 137,88 1,10 151,67 О2 В 3,50 1,7 -23 20 1,82 1 273,79 1,10 301,17 -23 20 0,25 1 175,99 1,05 184,79 ПР 16,50 Пол 16,50 В 17,25 3,2 -23 20 0,31 1 226,91 1,10 249,60 О1 В 1,95 1,84 -23 20 1,82 1 152,49 1,10 167,73 НС2 Ю 13,01 3,2 -23 20 0,31 1 171,09 1,05 179,64 О2 Ю 4,31 1,84 -23 20 1,82 1 336,62 1,05 353,45 -23 20 0,25 1 254,91 1,05 267,66 23,90 Пол 23,90 Ю 10,85 3,2 -23 20 0,31 1 142,77 1,05 149,90 О1 Ю 5,79 1,84 -23 20 1,82 1 452,42 1,05 475,04 НС2 В 3,39 3,2 -23 20 0,31 1 44,62 1,10 49,08 НС3 З 3,39 3,2 -23 20 0,31 1 44,62 1,10 49,08 -23 20 0,25 1 243,18 1,05 255,34 22,80 Пол 22,80 16 84,43 165,00 818,94 239,00 1075,12 228,00 817,03 46,50 49,54 96,04 НС1 ПР 15 84,43 HC 1 ПР 14 66,58 66,58 87
Продолжение таблицы А.1 1 308 2 Главная спальня 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 HC 1 Ю 13,01 3,2 -23 20 0,31 1 171,09 1,05 179,64 О1 Ю 4,31 1,84 -23 20 1,82 1 336,62 1,05 353,45 НС 2 З 14,22 3,2 -23 20 0,31 1 187,07 1,10 205,78 О2 З 5,89 2,55 -23 20 1,82 1 460,53 1,10 506,58 132,32 -23 20 0,25 1 269,85 1,05 283,34 ПР 25,30 Пол 25,30 14 15 16 253,00 1457,66 Итого тепловые потери второго этажа: 6177,51 49,54 181,86 Итого тепловые потери здания: 19695,18 88
Приложение Б № пом-я Наименование помещения Необходимая холодопроизводительность, ∑Q, кВт Тип Действительная холодопроизводительность, ∑Q, кВт Скорость вентилятора Входная мощность, кВт Расход воды (охлаждение), л/ч Потеря давления воды (охлаждение), кПа Расход воздуха, м/ч Располагаемое статическое давление, Па Теплопроизводительность, кВт Таблица Б.1 – технические параметры фанкойлов 206 Гостевая 2,0 FWB 04 BT 2,07 7 0,106 551 10 371 70 1,53 207 Общая комната 3,5 FWB 07 BT 3,82 7 0,192 1009 12 722 79 2,71 208 Столовая 209 Кухня 6,1 FWB 10 BT 5,02 7 0,294 1363 17 905 80 4,69 305 Детская 1,8 FWB 03 BT 1,81 6 0,085 471 11 345 60 1,48 306 Детская 2,5 FWB 05 BT 2,6 4 0,14 659 9 576 50 2,14 307 Детская 1,8 FWB 03 BT 1,81 6 0,085 471 11 345 60 1,48 308 Главная спальня 3,7 FWB 05 BT 3,82 7 0,192 799 13 722 79 2,14 89
Приложение В Таблица В.1 – гидравлический расчет системы фанкойлов № уч. Q,Вт Dу,мм L, м λ/d (λ/d)∙l ∑ξ ζприв Рд, Па Руч,Па G, кг/ч Δt, ºС 1 А 1' 3 820 15 6,8 2,7 18,4 13,2 31,6 429,4 50 593,0 657,0 5,0 1 Б 1' 1 810 15 2,2 2,7 5,9 10,8 16,7 96,4 50 473,1 311,3 5,0 1 2 1' 2' 5 630 20 2,1 1,8 3,8 3,0 6,8 289,8 1 965,1 968,4 5,0 3 Г 3' 1 810 15 6,6 2,7 17,8 17,6 35,4 96,4 51 677,0 311,3 5,0 3 В 3' 2 600 15 2,6 2,7 7,0 10,8 17,8 198,9 47 264,6 447,2 5,0 2 3 2' 3' 4 410 20 1,3 1,8 2,3 3,0 5,3 177,8 949,7 758,5 5,0 2 4 2' 4' 10 040 32 10,4 1,0 10,4 20,5 30,9 111,6 3 449,3 1 726,9 5,0 6 Д 6' 5 020 15 6,7 2,7 18,1 15,2 33,3 741,5 51 400,8 863,4 5,0 5 Ж 5' 2 070 15 7,4 2,7 20,0 13,2 33,2 126,1 50 599,4 356,0 5,0 5 Е 5' 3 820 15 2,4 2,7 6,5 10,8 17,3 429,4 49 315,7 657,0 5,0 5 6 5' 6' 6 4 6' 4' 5 890 10 910 25 32 0,8 2,0 1,4 1,0 1,1 2,0 3,0 11,7 4,1 13,7 124,3 131,8 512,0 1 805,8 1 013,1 1 876,5 5,0 5,0 4 7 4' 7' 20 950 32 8,0 1,0 8,0 3,6 11,6 486,0 5 638,1 3 603,4 3 688,0 5,0 Итого потери давления в системе: 61714,01 Па 90 Примечание MSV BD dy 15; настр. 3,6;Kv 1,34 MSV BD dy 15; настр. 0,5;Kv 0,16 MSV BD dy 15; настр. 1,7; Kv 0,51 MSV BD dy 15; настр. 0,8; Kv 0,24 MSV BD dy 15; настр. 5,3; Kv 2,77 MSV BD dy 15; настр. 1,9; Kv 0,59 MSV BD dy 15; настр. 1,3; Kv 0,38
Приложение Г Таблица Г.1 – гидравлический расчет системы радиаторного отопления № уч. Q,Вт Dу,мм L, м λ/d (λ/d)∙l ∑ξ ζприв Рд, Па Руч,Па G, кг/ч Δt, ºС Примечание 2 А 2' 277,82 15 0,5 2,7 1,35 25,86 27,21 0,11 229,86 10,48 22,8 V3K S настр. 2; Kv 0,25 2 4 2' 4' 277,82 15 20,2 2,7 54,54 16,20 70,74 0,11 7,73 10,48 22,8 237,58 6 Д 6' 1 005,45 15 6 2,7 16,2 24,16 40,36 0,96 209,32 30,99 27,9 6 Е 6' 1 005,45 15 0,5 2,7 1,35 21,76 23,11 0,94 209,60 30,77 28,1 6 5 6' 5' 2 010,90 20 2,4 1,8 4,32 3,00 7,32 1,18 8,63 61,76 V3K S настр. 8; Kv 0,75 V3K S настр. 7,5; Kv 0,71 217,95 5 Ж 5' 666,11 15 2 2,7 5,4 28,86 34,26 0,53 217,25 23,19 5 4 5' 4' 2677,01 25 9,8 1,4 13,72 9,50 23,22 0,87 20,29 84,96 238,24 Итого потери давления в системе:447,85 Па 91 24,7 V3K S настр. 5,5; Kv 0,52
Приложение Д Таблица Д.1 – гидравлический расчет системы теплый пол. Данные о петлях Помещение Номер петли Дл. брутто, м Тепл. нагрузка, Вт Расх. в петле, кг/с Скор. в петле, м/с Потери давл., Па Номер колл. Примечение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.1 45,3 558,108 0,013 0,119 1527,393 1 1.2 72,2 889,524 0,021 0,189 5297,687 1 117,5 1447,632 0,035 104 Комната отдыха 104 Комната отдыха ИТОГО 110 Душевая 1.3 64,4 634,081 0,015 0,135 2622,568 1 110 Душевая 1.4 50,9 501,161 0,012 0,107 1427,49 1 115,3 1135,242 0,027 38,9 618,535 0,015 0,132 1540,358 2 38,9 618,535 0,015 48,3 474,865 0,011 0,101 1252,767 2 48,3 474,865 0,011 30,6 375,225 0,009 0,08 530,827 2 30,6 375,225 0,009 47 588,722 0,014 0,125 1682,176 2 ИТОГО 201 Постирочная 2.1 ИТОГО 204 Гардеробная 2.2 ИТОГО 205 тамбур 2.3 ИТОГО 206 Гостевая 2.4 92
Продолжение таблицы Д.1 1 2 3 4 5 6 7 8 206 Гостевая 2.5 46,7 584,964 0,014 0,125 1677,224 2 93,7 1173,686 0,028 2.6 77,6 697,215 0,017 0,148 3730,141 2 2.7 79,6 715,184 0,017 0,152 3988,912 2 157,2 1412,399 0,034 85,5 850,7 0,02 0,181 5699,777 2 85,5 850,7 0,02 69,7 693,494 0,017 0,148 3418,09 2 69,7 693,494 0,017 35,4 353,773 0,008 0,075 561,701 3 35,4 353,773 0,008 79,9 708,203 0,017 0,151 3948,39 3 79,9 708,203 0,017 ИТОГО 207 Общая комната 207 Общая комната ИТОГО 208 Столовая 2.8 ИТОГО 209 Кухня 2.9 ИТОГО 302 Гардеробная 3.1 ИТОГО 305 Детская 3.2 ИТОГО 306 Детская 3.3 65 570,922 0,014 0,122 2211,108 3 306 Детская 3.4 46,3 406,672 0,01 0,087 905,177 3 111,3 977,594 0,023 ИТОГО 93 9
Продолжение таблицы Д.1 1 2 3 4 5 6 7 8 307 Детская 3.5 69,9 613,961 0,015 0,131 2693,874 3 307 Детская 3.6 46,3 406,672 0,01 0,087 905,177 3 116,2 1020,633 0,024 3.7 65,7 743,581 0,018 0,158 3598,051 3 3.8 77,6 878,263 0,021 0,187 5491,448 3 ИТОГО 143,3 1621,843 0,039 ВСЕГО 1242,8 12863,825 0,308 ИТОГО 308 Главная спальня 308 Главная спальня 9 Таблица Д.2 – гидравлический расчет системы теплый пол. Данные о коллекторах Номер колл. диаметр колл., мм Номер петли Длина петли брутто, м Тепл. нагрузка, Вт Расход, кг/с Скорость, м/с Потери давления, Па Кv регулирующего капана, м3/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 32 1.3 64,4 634,081 0,015 0,135 2622,568 2,5 1 32 1.4 50,9 501,161 0,012 0,107 1427,49 1,3 1 32 1.1 45,3 558,108 0,013 0,119 1527,393 1,4 1 32 1.2 72,2 889,524 0,021 0,189 5297,687 5,0 94
Продолжение таблицы Д.2 1 2 ИТОГО 3 4 5 6 7 8 4 232,8 2582,874 0,062 0,077 5306,603 9 2 32 2.1 38,9 618,535 0,015 0,132 1540,358 1,4 2 32 2.2 48,3 474,865 0,011 0,101 1252,767 1,1 2 32 2.3 30,6 375,225 0,009 0,08 530,827 0,5 2 32 2.4 47 588,722 0,014 0,125 1682,176 1,5 2 32 2.5 46,7 584,964 0,014 0,125 1677,224 1,5 2 32 2.6 77,6 697,215 0,017 0,148 3730,141 3,3 2 32 2.7 79,6 715,184 0,017 0,152 3988,912 3,5 2 32 2.8 85,5 850,7 0,02 0,181 5699,777 5,0 2 32 2.9 69,7 693,494 0,017 0,148 3418,09 3,0 9 523,9 5598,904 0,134 0,168 5741,676 ИТОГО 3 32 3.1 35,4 353,773 0,008 0,075 561,701 0,5 3 32 3.2 79,9 708,203 0,017 0,151 3948,39 3,6 3 32 3.3 65 570,922 0,014 0,122 2211,108 2,0 3 32 3.4 46,3 406,672 0,01 0,087 905,177 0,8 3 32 3.5 69,9 613,961 0,015 0,131 2693,874 2,5 3 32 3.6 46,3 406,672 0,01 0,087 905,177 0,8 95
Продолжение таблицы Д.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 32 3.7 65,7 743,581 0,018 0,158 3598,051 3,3 3 32 3.8 77,6 878,263 0,021 0,187 5491,448 5,0 ИТОГО 8 486,1 4682,047 0,112 0,14 5520,748 ВСЕГО 21 1242,8 12863,83 0,31 96
Приложение Е Таблица Е.1 – аэродинамический расчет систем № уч-ка l, м 1 2 L, м3/ч V', м/с 3 4 F', м2 F, м2 d, м 5 6 7 V, м/с R, Па/м Pд, Па 8 9 λг Re ΔPl, Па ∑ζ Z, Па ∑ΔP, Па 10 11 12 13 14 15 16 В1 12 7 40 4 0,003 0,008 0,1 1,41 0,3 1,20 0,03 23904,38 2,14 0,65 0,78 2,92 23 7,6 65 4 0,005 0,008 0,1 2,30 0,8 3,17 0,03 23904,38 6,13 2,03 6,44 12,57 Итого потери давления в системе В1: 15,49 В2 12 4,5 80 4 0,006 0,008 0,1 2,83 1,2 4,80 0,03 23904,38 5,50 1,78 8,55 14,05 2,70 0,03 23904,38 4,74 2,28 6,16 10,90 1,20 0,03 23904,38 0,49 1,78 2,14 2,63 1,20 0,03 23904,38 1,56 1,78 2,14 3,70 2,70 0,03 23904,38 1,03 0,43 1,16 2,20 В3 12 6,9 60 4 0,004 0,008 0,1 2,12 0,7 В4 12 1,6 40 4 0,003 0,008 0,1 1,41 0,3 В5 12 5,1 40 4 0,003 0,008 0,1 1,41 0,3 В6 12 1,5 60 4 0,004 0,008 0,1 2,12 0,7 97
Продолжение таблицы Е.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 23 10,6 70 4 0,005 0,008 0,1 2,48 0,9 3,68 0,03 23904,38 9,92 1,78 6,55 16,47 Итого потери давления в системе В 6: 18,66 В7 12 1,6 40 4 0,003 0,008 0,1 1,41 0,3 1,20 0,03 23904,38 0,49 1,78 2,14 2,63 4,80 0,03 23904,38 9,29 1,00 4,80 25,09 В8 12 7,6 80 4 0,006 0,008 0,1 2,83 1,2 П9 Б1 0,6 73 4 0,0051 0,008 1-2 4,4 154 4 2-3 9,9 214 3-4 4,60 496,00 0,1 2,58 1,0 4,00 0,025446 23904,38 0,61 3,19 12,76 13,37 0,0107 0,012 0,125 3,49 1,4 7,29 0,024065 29880,48 6,18 0,45 3,28 9,46 4 0,0149 0,020 0,16 2,96 0,7 5,24 0,022625 38247,01 7,34 2,95 15,47 22,81 4 0,0344 0,031 0,20 4,39 1,2 11,54 0,021397 47808,76 5,68 1,25 14,43 30,10 Итого потери давления в системе П 9: 75,74 В9 12 2,7 81 4 0,0056 0,008 23 1,7 154 4 34 3,2 280 45 7,2 496 0,1 2,86 1,3 4,92 0,025446 23904,38 3,38 0,46 2,28 8,66 0,0107 0,012 0,125 3,49 1,4 7,29 0,024065 29880,48 2,39 3,00 21,87 24,26 4 0,0194 0,020 0,16 3,87 1,3 8,98 0,022625 38247,01 4,06 5,00 44,89 48,96 4 0,0344 0,031 0,2 4,39 1,2 11,54 0,021397 47808,76 8,89 0,75 8,66 27,54 98
Продолжение таблицы Е.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Итого потери давления в системе В 9: 16 109,42 ПЕ 1 12 2 10 4 0,0007 0,008 0,1 0,35 0,0 0,08 0,025446 23904,38 0,04 15,04 1,13 3,17 23 7,1 70 4 0,0049 0,008 0,1 2,48 0,9 3,68 0,025446 23904,38 6,64 0,75 2,76 12,40 Итого потери давления в системе ПЕ 1: 15,57 99
Приложение Ж Рисунок Ж.1 – характеристика приточного вентилятора. А – заданная рабочая точка; А’ – действительная рабочая точка. 100
Таблица Ж.1 – технические данные установки Модель Фильтры прит./выт. Мощность предварительного электронагревателя, кВт Мощность нагревателя после рекуператора, кВт КПД рекуператора, % CAUP 800 CE-A EU5/EU5 1,2 3 57 Число фаз/напряжение, В (50 Гц)/общая потребляемая мощность, кВт/рабочий ток, А ~1/230/4,62/20,1 Примечание – КПД рекуператора указан при максимальном расходе воздуха, температуре в помещении плюс 20 ºС и влажности 60%, наружной температуре минус 20 ºС и влажности 90 %. Таблица Ж.2 – технические данные вентиляторов Рабочий ток, А Частота вращения, об./мин. Степень защиты мотор Число фаз, напряжение, В (50 Гц) Потребляемая мощность, кВт Рабочий ток, А Частота вращения, об./мин. Степень защиты мотор CAUP 800 CE-A Потребляемая мощность, кВт Модель Вытяжной вентилятор Число фаз, напряжение, В (50 Гц) Приточный вентилятор ~1,230 0,207 0,9 2000 IP 44 ~1,230 0,212 0,92 2000 IP 44 Таблица Ж.3 – акустические характеристики установки Модель CAUP 800 CE-A LwA к окружению, дБ (А), общ. 60 LwA прит., дБ(А) Общ. 76 Октавные полосы частот 63 Гц 125 Гц 250 Гц 500 Гц 1 кГц 2кГц 4кГц 8кГц 64 69 74 70 68 68 62 58 101
Рисунок Ж.2 – характеристика вентилятора K 100 M SILEO. Система В6. 102
Рисунок Ж.3 – технические данные вентилятора K 100 M SILEO. Система В6. 103
Рисунок Ж.4 – характеристика вентилятора K 100 M SILEO. Система В8. 104
Рисунок Ж.5 – технические данные вентилятора K 100 M SILEO. Система В8. 105
Приложение И Таблица И.1 – воздухораспределители № помещения Наименование помещения 1 2 3 106 Тех.пом 107 Vреш, м/с Тип решётки fр, м2 Fтр, м2 nтр, шт nр, шт Fр, м2 Vрас, м/с 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Вытяжка 10 1,5 АМН 200х100 0,018 0,002 0,1 1 0,018 0,15 Мастерская Вытяжка 60 1,5 АМН 200х100 0,018 0,011 0,6 1 0,018 0,93 108 Гараж Вытяжка 80 1,5 АМН 200х100 0,018 0,015 0,8 1 0,018 1,23 206 Гостевая Вытяжка 68 1,5 АМН 200х100 0,018 0,013 0,7 1 0,018 1,05 207 Общая комната Вытяжка 84 1,5 АМН 200х100 0,018 0,016 0,9 1 0,018 1,30 208+209 Столовая +кухня Вытяжка 60 1,5 АМН 200х100 0,018 0,011 0,6 1 0,018 0,93 305 Детская Вытяжка 53 1,5 АМН 200х100 0,018 0,010 0,6 1 0,018 0,82 306 Детская Вытяжка 77 1,5 АМН 200х100 0,018 0,014 0,8 1 0,018 1,19 307 Детская Вытяжка 73 1,5 АМН 200х100 0,018 0,014 0,8 1 0,018 1,13 308 Главная спальня Вытяжка 81 1,5 АМН 200х100 0,018 0,015 0,8 1 0,018 1,25 Приток 124 1,5 АМН 200х300 0,055 0,023 0,4 1 0,055 0,63 Приток 124 1,5 АМН 200х300 0,055 0,023 0,4 1 0,055 0,63 Приток 124 1,5 АМН 200х300 0,055 0,023 0,4 1 0,055 0,63 Вытяжка 303 1,5 АМН 200х300 0,055 0,056 1,0 1 0,055 1,53 206 Гостевая L, м3/ч 106
Продолжение таблицы И.1 1 207 208+209 305 306 307 2 Общая комната Столовая+Кухня Детская Детская Детская 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Вытяжка 638 1,5 АМН 400х300 0,113 0,118 1,1 1 0,113 1,57 Приток 302 1,5 АМН 200х400 0,055 0,056 1,0 1 0,055 1,53 Приток 302 1,5 АМН 200х400 0,055 0,056 1,0 1 0,055 1,53 Приток 302 1,5 АМН 200х400 0,055 0,056 1,0 1 0,055 1,53 Вытяжка 845 1,5 АМН 300х500 0,142 0,156 2,1 1 0,142 1,65 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 Вытяжка 292 1,5 АМН 200х300 0,055 0,054 1,0 1 0,055 1,47 Приток 192 1,5 АМН 200х300 0,055 0,036 0,7 1 0,055 0,97 Приток 192 1,5 АМН 200х300 0,055 0,036 0,7 1 0,055 0,97 Приток 192 1,5 АМН 200х300 0,055 0,036 0,7 1 0,055 0,97 Вытяжка 499 1,5 АМН 200х400 0,074 0,092 1,3 1 0,074 1,87 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 107
Продолжение таблицы И.1 1 308 2 Главная спальня Наружная решетка систем П9; В9 Наружная решётка системы В 8 Наружная решетка системы ПЕ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 Приток 115 1,5 АМН 200х300 0,055 0,021 0,4 1 0,055 0,58 Вытяжка 272 1,5 АМН 200х300 0,055 0,050 0,9 1 0,055 1,37 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Приток 241 1,5 АМН 200х300 0,055 0,045 0,8 1 0,055 1,22 Вытяжка 641 1,5 АМН 300х400 0,113 0,119 1,1 1 0,113 1,58 Вытяжка Приток 500 4 АМН 300х300 0,036 0,035 1,0 1 0,036 3,86 Вытяжка 80 4 АМН 200х200 0,014 0,013 1,0 1 0,014 1,59 Приток 70 4 АМН 200х200 0,014 0,005 0,4 1 0,014 1,39 108
Приложение К Таблица И.1 – гидравлический расчет грунтовых коллекторов № уч-ка Q, Вт L, м G, кг/ч λ/d Dy, м λ Re V R, Па/м ∑ξ Рд, Па Pl, Па Рξ, Па Руч, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 контур 12 13 000 9,7 10351,69 0,26 0,05 0,01 442 180,00 1,25 237,73 1,1 981,36 2306,03 1 079,49 3 385,52 23 9 750 5,6 7763,77 0,33 0,04 0,01 414 543,75 1,47 418,37 0,5 1533,83 2342,86 766,92 3 109,77 34 6 500 5,6 5175,85 0,44 0,03 0,01 345 453,13 1,53 595,35 0,5 1211,31 3333,96 605,66 3 939,61 45 3 250 5,6 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 0,5 979,59 3166,42 489,80 3 656,21 Ск 4 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 11,5 979,59 73506,12 11 265,32 84 771,44 Ск 3 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 11 979,59 73506,12 10 775,52 84 281,64 Ск 2 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 11 979,59 73506,12 10 775,52 84 281,64 Ск 1 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 11,5 979,59 73506,12 11 265,32 84 771,44 2' 3' 3 250 5,6 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 0,5 979,59 3166,42 489,80 3 656,21 3' 4' 6 500 5,6 5175,85 0,44 0,03 0,01 345 453,13 1,53 595,35 0,5 1211,31 3333,96 605,66 3 939,61 4' 5' 9 750 5,6 7763,77 0,33 0,04 0,01 414 543,75 1,47 418,37 0,5 1533,83 2342,86 766,92 3 109,77 109
Продолжение таблицы И.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5' 1' 13 000 26 10351,69 0,26 0,05 0,01 442 180,00 1,25 237,73 3,3 981,36 6181,10 3 238,48 9 419,58 2 контур 56 13 000 3,6 10351,69 0,26 0,05 0,01 442 180,00 1,25 237,73 1,1 981,36 855,85 1 079,49 1 935,34 67 9 750 5,6 7763,77 0,33 0,04 0,01 414 543,75 1,47 418,37 0,5 1533,83 2342,86 766,92 3 109,77 78 6 500 5,6 5175,85 0,44 0,03 0,01 345 453,13 1,53 595,35 0,5 1211,31 3333,96 605,66 3 939,61 89 3 250 5,6 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 0,5 979,59 3166,42 489,80 3 656,21 Cк 8 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 11,5 979,59 73506,12 11 265,32 84 771,44 Cк 7 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 8 979,59 73506,12 7 836,75 81 342,86 Cк 6 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 8 979,59 73506,12 7 836,75 81 342,86 Cк 5 3 250 130 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 10 979,59 73506,12 9 795,93 83 302,05 6' 7' 3 250 5,6 2587,92 0,62 0,03 0,02 221 090,00 1,25 565,43 0,5 979,59 3166,42 489,80 3 656,21 7' 8' 6 500 5,6 5175,85 0,44 0,03 0,01 345 453,13 1,53 595,35 0,5 1211,31 3333,96 605,66 3 939,61 8' 9' 9 750 5,6 7763,77 0,33 0,04 0,01 414 543,75 1,47 418,37 0,5 1533,83 2342,86 766,92 3 109,77 9' 5' 13 000 20 10351,69 0,26 0,05 0,01 442 180,00 1,25 237,73 3,3 981,36 4754,69 3 238,48 7 993,17 110
Таблица И.2 – потери давления через кольца в первом контуре Наименование Руч, Па Циркуляционное кольцо через скважину № 4 115028,00 Циркуляционное кольцо через скважину № 3 113991,76 Циркуляционное кольцо через скважину № 2 113991,76 Циркуляционное кольцо через скважину № 1 115028,00 Таблица И.3 – потери давления через кольца во втором контуре Наименование Руч, Па Циркуляционное кольцо через скважину № 8 112151,41 Циркуляционное кольцо через скважину № 7 108176,39 Циркуляционное кольцо через скважину № 6 108176,39 Циркуляционное кольцо через скважину № 5 110628,02 111
Руководитель ВКР канд.техн.наук.доцент Студент 1^. подпись 2018г. июня «25» (должность, ученое звание) Журмилова И.А. (ФИО) (подпись) «25» июня 2018г. «Допустить к защите» Руководитель ОП канд.техн.наук. доцент ( ученое звание) В.П. Черненков (и о.ф) (подпись) «25» 2018 г. июня Зав. кафедрой канд.техн.наук. доцент (ученое звание) А.В. Кобзарь (и. о.ф) «25» 2018 г. июня Защищена в ГЭК с оценкой Л'(-^^'^'^^ Секретарь ГЭК Н.С. Ткач и.о. Фамилия подпись «25» июня 2018г. атериалах данной выпуск '-Фикяой работы не ржатся сведения, состау адения, надлежащие .кс;:.р.ж,..укон';^;;^ю. " Уполномоченный по экспортному контролю /
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв