Дипломная работа: Разработка теплоснабжения многоквартирного дома

ВВЕДЕНИЕ

теплоснабжение жилой дом

Один из самых трудных вопросов в нашей стране касается обеспечения владельцев квартир качественным отоплением. Для этого используются традиционные централизованные системы отопления. Однако, они уже давно устарели не только морально, но и физически. Центральное отопление квартир не приносит желаемого результата. И дело в перебоях с отоплением и горячей водой. А вот стоимость при этом за коммунальные услуги только возрастает. Кроме этого, вся система трубопровода в России сильно изношена, в том числе и котельное оборудование. В итоге при подсчете тепловых потерь выходит показатель в 50 процентов, что очень много.

Выход из сложившейся ситуации заключается в установке индивидуального поквартирного отопления в многоквартирном доме.

Система состоит из источника теплоснабжения - котла (либо электрического, либо газового), трубопроводов горячего водоснабжения с водоразборной арматурой, трубопроводов отопления с отопительными приборами и запорной арматурой.

Такая система применяется в многоэтажных домах и состоит из магистральных трубопроводов, расположенных горизонтально и скрытая в стяжке пола.

Достоинства:

- возможность влияния на комфортные условия в квартире исходя исключительно из собственных ощущений и пожеланий хозяина;

- позволяет изменять систему по усмотрению собственника, т.е. менять (добавлять или убирать) отопительные приборы, трубы и арматуру, производить гидравлические испытания и наладку, не влияя при этом на режим работы других квартирных систем;

- данный вид теплоснабжения позволяет решить проблемы летнего отключения горячей воды;

- возможность ремонта системы в любое время, так как скрытая прокладка отопительных магистралей осуществляется в пределе одной квартиры или дома.

- износоустойчивость индивидуальной поквартирной системы теплоснабжения примерно в 2 раза выше за счет материалов (примерный срок работы системы около 50 лет).

- реальные затраты на поквартирное теплоснабжение в конечном итоге в разы меньше, чем те, которые приходится нести жителям, эксплуатирующим систему центрального теплоснабжения: эксплуатация индивидуальных котлов дает возможность снизить стоимость коммунальных услуг минимум в 2 раза.

Недостатки:

- потребность в техническом обслуживании газового котла (заключение договора техобслуживания);

- расходы на установку котла, газового счетчика, газоанализатора;

- пожарная опасность;

- энергозависимость, котел перестает работать, подача горячей воды и отопления прекращается, случае отключения электричества.

Цель данной работы спроектировать систему поквартирного теплоснабжения 4-х этажного многоквартирного жилого дома в городе Вологде.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходными данными для выпускной квалификационной работы являются наружные и внутренние расчетные параметры воздуха, а также длительность отопительного периода и конструктивные данные. По [1] определяем параметры наружного и внутреннего воздуха г. Вологда, и сводим их в таблицу 1.1

Таблица 1.1- Расчетные параметры для проектирования

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1 Расчет наружных ограждающих конструкций жилого здания

Необходимо рассчитать термическое сопротивление для наружных стен жилого здания в г. Вологда.

Конструкция наружной стены приведена на рисунке 1.1

Рисунок 2.1 - Конструкция наружной стены.

1-Наружный слой. Облицовочный керамический кирпич, ;

2- утеплитель. Экструдированный пенополистерол, ;

3-Керамзитобетонный блок, ;

4-Внутренняя штукатурка. Известково-песчаный раствор, .

Нормируемое значение теплосопротивления ограждающих конструкций R_reg примем по [табл. 4, 2] в зависимости от градусо-суток D_d района строительства. Градусо-сутки находим по следующей формуле:

, (2.1)

гдеt_int - температура внутреннего воздуха, ^оС;

t_{h t} - средняя температура наружного воздуха, ^оС;

Z_ht - продолжительность отопительного периода, сутки.

Вычислим по формуле (2.2) численное значение теплосопротивления R_reg:

гдеD_d - градусо - сутки отопительного периода в данном регионе;

а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным [табл. 3, 2] для жилых зданий.

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле:

гдеn - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху [табл. 6, 2] n=1;

?t - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,^оС [табл. 5, 2] ?t=4;

б_in - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [табл. 4, 2] б_int=8,7Вт/ м²*^оС;

t_int - средняя температура внутреннего воздуха в жилом здании, ^оС;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС.

Принимаем для наружной стены численное значение термического сопротивления R_reg большей и равной R_о=3,35 м²*^оС /Вт.

Сопротивление для однослойной или многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле (2.4):

гдеR_si - сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, с последовательно расположенными однородными слоями;

R_sе - сопротивление теплоотдачи наружной поверхности стены.

гдеб_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, б_int=8,7 Вт/м²*^оС.

гдеR₁, R₂, R_n, R_al - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²*^оС /Вт.

гдеб_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций для условий холодного периода, б_ext=23 Вт/м²*^оС.

Термическое сопротивление каждого из однородных слоев рассчитывается по следующим формулам:

где - толщина слоя, м;

- коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * ^оС).

Подставив числовые значения в формулу (2.8) получим:

.

,

Вычисляем значение толщины теплоизоляции из пенополистерола, л_ут.= 0,03 Вт/(м^оС).

.

,

Принимаем в качестве расчётного значения толщину утеплителя Вычисляем действительное значение термического сопротивления для наружной стены:

.

Так как 6,05 м²*^оС/Вт > 3,35 м²*^оС/Вт, то значения коэффициента теплопередачи определяем по формуле:

2.2 Расчет перекрытия между жилым помещением и техническим подвалом

Необходимо рассчитать термическое сопротивление для перекрытия между жилым помещением и техническим подвалом.

Конструкция перекрытия приведена на рисунке 2.2 и 2.3.

Рисунок 2.2 - Конструкция перекрытия:

Слой №1: ж/б монолитная плита, =160 мм; л=1,92 Вт/(м^оС);

Слой №2: стяжка из цементного раствора =20 мм; л=0,81 Вт/(м^оС)

Слой №3: утеплитель ISOVER «профи», л_ут.= 0,039 Вт/(м ^оС), с = 80 кг/м³, толщина слоя по расчету;

Слой №4: панель основания пола, =10 мм; л=0,09 Вт/(м^оС).

Слой №5: линолеум ПВХ на тканевой основе =5 мм; л=0,2 Вт/(м^оС).

Рисунок 2.3 - Неоднородный элемент конструкции покрытия здания

Нормируемое значение термического сопротивления ограждающих конструкций R_reg примем в зависимости от градусо-суток D_d района строительства. D_d находим по формуле (2.1).

Вычислим по формуле (2.2) численное значение R_reg.

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (2.3).

гдеn - коэффициент, который учитывает зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху [табл. 6, 2], n=0,75;

?t - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ^оС[табл. 5, 2], ?t=2;

б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [табл. 7, 2], б_int=8,7Вт/ м²*^оС;

t_int - температура внутреннего воздуха, ^оС;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС.

Принимаем для наружной стены численное значение термического сопротивления R_reg большей и равной R_о=4,40 м²*^оС /Вт.

Находим термическое сопротивление теплопередаче железобетонной конструкции многопустотной плиты. Для упрощения круглые отверстия - пустоты плиты диаметром 114 мм - заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной.

Термическое сопротивление теплопередаче плиты вычисляем отдельно для слоев, параллельных А - А и Б - Б и перпендикулярных В - В, Г - Г, Д - Д движению теплового потока.

Термическое сопротивление плиты ,, в направлении, параллельном движению теплового потока, вычисляем для двух характерных сечений (А - А и Б - Б).

В сечении А - А (два слоя железобетона суммарной толщиной с коэффициентом теплопроводности и воздушная прослойка с термическим сопротивлением R_a.l = 0,15 м²·⁰С/Вт по данным СП 23-101-2004 термическое сопротивление составит:

В сечении Б - Б (слой железобетона с коэффициентом теплопроводности ) термическое сопротивление составит:

Затем получаем следующее по формуле: