49172

Система горячего водоснабжения, центральный тепловой пункт (ЦТП) и тепловые сети от ЦТП до присоединенных зданий

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

В ЦТП должна быть предусмотрена противокоррозийная и противонакипная обработка воды согласно СНиП Температура горячей воды должна быть: в местах водоразбора 55С на выходе из ЦТП 6065С. Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке излома повышенного графика. Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети л с при гидравлическом расчете теплопроводов системы горячего водоснабжения определяется по формуле...

Русский

2013-12-22

249 KB

34 чел.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

       Курсовая работа служит для углубления и закрепления зна-ний, полученных при изучении дисциплины «Теплоснабжение».

       Выполнение курсовой работы начинается с получения зада-ния и его изучения. Предварительно следует ознакомиться с совре-менными материалами по проектированию и строительству жи-лых микрорайонов  новой застройки при свободной планировке. Новые современные планировочные решения жилых районов вы-зывают необходимость  разработки новых решений инженерного оборудования, в частности централизованного снабжения горячей водой от центральных тепловых пунктов.

       Задание включает текстовую часть и варианты исходных дан-ных. Индивидуальные задания различаются исходными данными (табл.1) в соответствии с номером студента в журнале. Задание оформляется на отдельном листе и помещается в расчетно-пояс-нительной записке после титульного листа.

       Титульный лист должен содержать следующие данные: название учебного заведения, кафедры, дисциплины и тему кур-совой работы, фамилию и инициалы студента, год выполнения.

       Курсовая работа защищается перед комиссией, утвержденной заведующим кафедрой. Защита происходит открыто, в присутст-вии других студентов.

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

      Требуется разработать систему горячего водоснабжения, цент-ральный тепловой пункт (ЦТП) и тепловые сети от ЦТП до   присоединенных зданий. В ЦТП теплоноситель поступает от централизованного источника тепла.  У потребителей должны быть установлены следующие приборы: в ванной комнате - смеситель у ванны и умывальника, на кухне - смеситель у мойки. В ванных комнатах  предусматривается установка полотенце-сушителей,  присоединенных к циркуляционным или разводящим стоякам. От ЦТП к зданиям проектируется четырехтрубная тепловая сеть (два трубопровода на систему отопления, два трубопровода  на  систему горячего водоснабжения). Прокладка осуществляется в непроходных  каналах лоткового типа. Для зданий высотой более  двенадцати этажей предусматривается нижняя прокладка  разводящих магистралей  и верхняя прокладка циркуляционных магистралей.  Для зданий   высотой   более  двенадцати этажей  предусматривается верхняя прокладка  разводящих магистралей и нижняя прокладка  циркуляционных   магистралей.  Для зданий высотой более четырех  этажей следует объединять группы водоразборных стояков кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы. В секционные узлы следует объединять от трех до семи  водоразборных стояков. В ЦТП должна быть предусмотрена противокоррозийная и проти-вонакипная обработка воды согласно СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация».

    Температура горячей воды должна быть: в местах водоразбора 55С, на выходе из ЦТП - 60-65С. Схема включения подо-гревателей горячего водоснабжения определяется по соотношению нагрузок горячего водоснабжения и отопления.

Исходные данные                                                                  Таблица 1*

Порядковый номер

Номер

плана

Кол-во

этажей

Расчетная температура наруж-ного воз-духа, оС

Поряд-ковый  номер

Номер

плана

Кол-во

этажей

Расчетная  температу-ра наруж-ного воз-духа,  оС

1

1

5

-20

16

6

13

-28

2

2

6

-22

17

7

12

-26

3

3

7

-24

18

8

11

-24

4

4

8

-26

19

9

10

-22

5

5

9

-28

20

10

9

-20

6

6

10

-30

21

1

8

-20

7

7

11

-32

22

2

7

-24

8

8

12

-34

23

3

6

-28

9

9

13

-36

24

4

5

-32

10

10

14

-38

25

5

5

-36

11

1

15

-38

26

6

6

-38

12

2

16

-36

27

7

5

-34

13

3

16

-34

28

8

6

-30

14

4

15

-32

29

9

5

-26

15

5

14

-30

30

10

6

-22

*Примечание. Все присоединенные к ЦТП здания имеют одинаковые планировки и этажность согласно исходным данным задания.

     Первым этапом при выполнении плана микрорайонных сетей является выбор расположения ЦТП  и трассы теплосетей от ближайшей магистральной теплокамеры (МК) до ЦТП и от ЦТП до каждого присоединяемого здания. Основная часть зданий   будет  присоединена к главной (наиболее протяженной) линии тепловых сетей. Прокладку микрорайонных сетей предусмат-ривают канальной, в непроходных каналах. При этом для компен-сации тепловых удлинений трубопроводов используют углы поворота трассы  и П-образные компенсаторы, располагаемые в середине между двумя неподвижными опорами.

ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

     В состав курсовой работы входят расчетно-пояснительная записка и графическая часть.

Расчетно-пояснительная записка должна быть написана в соответствии с правилами на оформление разборчивым почерком.  В конце записки приводится список литературы,  использованной при выполнении работы. Ссылки на литературные источники даются в тексте (в квадратных скобках приводятся номера источников,  соответствующие номерам в списке использованной  литературы). В начале расчетно-пояснительной записки должны быть помещены: титульный лист установленного образца, оглавление, исходные данные для выполнения курсовой работы. Расчетная часть записки должна содержать следующие разделы:

  1.  Предварительный гидравлический расчет разводящих трубо-проводов  системы горячего водоснабжения.
  2.  Определение  теплопотерь  и  циркуляционных  расходов  в  разводящих  трубопроводах горячего водоснабжения.
  3.  Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопро-водов горячего водоснабжения.
  4.  Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов  ветви.
  5.  Определение  расчетных  тепловых  нагрузок.  Выбор схемы  включения  подогревателей  горячего  водоснабжения.
  6.  Расчет и построение графиков расхода теплоты.
  7.  Определение наружной температуры, соответствующей точке излома графика.
  8.  Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке излома повышенного графика.
  9.  Тепловой расчет водонагревательной установки горячего водоснабжения.
  10.  Гидравлический расчет водонагревательной установки горя-чего водоснабжения.
  11.  Подбор водомера для горячего водоснабжения.
  12.  Определение требуемого напора холодного водопровода на вводе в ЦТП. Подбор циркуляционных насосов.

        В тексте пояснительной записки помещаются следующие графики и схемы: расчетная схема главной ветви системы горячего водоснабжения микрорайона с указанием номеров участков, их длин и расходов теплоносителя; принципиальная схема ЦТП; суточный график расхода тепла на горячее водоснабжение; интегральный график расхода тепла на горячее водоснабжение.

       Графическая часть работы выполняется на одном листе бумаги формата А1. Графическое изображение проекций, обозначения, шрифты должны соответствовать правилам строительного черчения в соответствии с  ГОСТ21.605-82 «Сети тепловые (тепломеханическая часть)».

Графическая часть включает в  себя:

  1.  план типового этажа с нанесением стояков, разводки и водоразборных приборов.
  2.   план подвала или чердака здания с нанесением разводящих и циркуляционных трубопроводов, ввода трубопроводов горячего водоснабжения и указанием диаметров участков.
  3.  аксонометрическую схему трубопроводов системы горячего водоснабжения здания  с указанием номеров участков, диаметров труб и номеров стояков.
  4.  конструкцию водонагревателя.
  5.  план микрорайона с тепловыми сетями от ЦТП к зданиям с указанием номеров и длин участков и нанесением компенсаторов и неподвижных опор.

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.Предварительный гидравлический расчет разводящих трубопроводов .

         Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети, л/с, при гидравлическом расчете теплопроводов системы горячего водоснабжения определяется по формуле

                                        q=5qoh ,                                              ( 1 )

где qoh   - секундный расход горячей воды водоразборным прибором с наибольшим  расходом,  л/с,  принимаемый в соответствии с [7, прил.2];

       -  коэффициент,  определяемый  по [7, прил.2]   в зави-симости от общего  количества  приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия P.   

       Вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при одинаковых водопотребителях в здании без учета изменения U/N определяется по формуле

                                        qhhr,u  U

                                P=                     ,                                            ( 2 )

                                       3600qoN

где qhhr,u - норма расхода горячей воды в литрах одним потребителем в час наибольшего водопотребления, принимаемая согласно [7, прил.3], для прибора с наибольшим расходом.

     U     - общее число жителей в микрорайоне;

     N     - общее число водоразборных приборов в микрорайоне.

           Гидравлический расчет главной ветви проводят в два этапа:

1) предварительный расчет, для подбора диаметров труб системы горячего водоснабжения при скоростях воды в стояках до 1,3 м/с и в квартальных сетях и квартирных подводках к приборам до 2 м/с без учета циркуляционных расходов и зарастания труб накипью и шламом;

2) окончательный расчет,  для определения потерь напора в глав-ной ветви системы горячего водоснабжения при скоростях воды в стояках до 1,5 м/с и в квартальных сетях и квартирных подводках до 3 м/с   с учетом циркуляционных расходов и их зарастания.

              Предварительный гидравлический расчет трубопроводов главной ветви системы горячего водоснабжения микрорайона выполняют по форме  1.

                                                                                              Форма  1

Номер

уч-ка

Длина

уч-ка, м      

Кол-во прибо-ровN, шт

NP

Расход воды

g,  л/с

Диа-метр

D, мм

Ско-рость

, м/с

Удельные потери давления

R, Па/м

2.Определение теплопотерь и циркуляционных расходов.

Теплопотери Qht, Вт, определяют по участкам с одинаковыми условиями теплообмена по формуле:

                                Qht=dнKL(thm-tок)(1-),                                  ( 3 )

где dн - наружный диаметр трубопровода, м;

   L  - длина участка трубопровода, м;

   К - коэффициент теплопередачи неизолированного тепло-провода,  K=11,6 Вт/(м2 оС) ;

   thm -  средняя температура горячей воды в подающих трубопро-

водах системы горячего водоснабжения: thm=55-60оС;

   tок  - температура окружающей среды, оС;

      - КПД тепловой изоляции, усредненное значение =0,6...0,8.

Температуру окружающей среды принимают в зависимости от места прокладки теплопровода. При прокладке теплопровода в шахтах санитарно-технических кабин, коммуникационных шахтах, каналах tо=23 оС, в ванных комнатах – 25 оС, в кухнях и туалетных ком-натах – 21 оС, при прокладке в неотапливаемых подвалах и при бесканальной прокладке – 5 оС. В системах горячего водо-снабжения с полотенцесушителями на подающих стояках к сумме теплопотерь каждого стояка прибавляют потери теплоты поло-тенцесушителями, равные 100n, где 100Вт-усредненная тепло-отдача одним полотенцесушителем, n-количество полотенце-сушителей, присоединенных к стояку. При  определении  цирку-ляционных  расходов  воды  потери  теплоты  циркуляционными теплопроводами не учитываются.  При расчете систем горячего водоснабжения с полотенцесушителями на циркуляционных стояках целесообразно к сумме потерь теплоты подающими теплопроводами добавлять теплоотдачу полотенцесушителей. Расчет теплопотерь  подающими теплопроводами ведется по форме   2.

                                                                                                Форма 2

Номер

уч-ка

Длина уч-ка

L, м

Диаметрdн, м

Темпера-тура окр. среды

tо, оС

(thm-tо),

  оС

(1-)

Потери теплоты на уч-ке Qht, Вт                  

Суммарные потери теп-лоты Qht,

   Вт

      Циркуляционный расход воды в системе определяется при условии отсутствии водоразбора, исходя из теплопотерь Qht,кВт, вследствие остывания горячей воды в подающих теплопроводах.

       Циркуляционный расход qcir, л/с, определяют по формуле

                                qcir=Qht/(ct)  ,                                            ( 4 )

где - коэффициент разрегулировки циркуляции;

    с = 4,19 кДж/кгоС -  удельная теплоемкость воды;

    t - разность температур в  подающих  теплопроводах  системы от  водонагревателя до  наиболее удаленной водоразборной точки.

Для систем с переменным сопротивлением циркуляционных стояков теплопотери Qht и циркуляционный расход qcir  следует оп-ределять при t = 10 С, = 1; для систем с секционными узлами при  их   одинаковом  сопротивлении t  =  8,5  С, = 1,3; для от-дельного водоразборного стояка или секционного узла t = 8,5С, = 1.

         Расчет ведем в следующем порядке:

1.Определяем циркуляционный расход воды для всей системы горячего водоснабжения.

2.Циркуляционный расход на головном участке распределяем по участкам внутриквартальной сети пропорционально потерям теплоты в них.

3.Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопроводов .

      Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды qh с учетом циркуляционного расхода qcir, л/с, определяемого по формуле:

                          qh,cir=qh(1+Кcir)  ,                                                ( 5 )

где  Кcir - коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения   расходов qh /qcir согласно [7, прил.5].

       При окончательном гидравлическом расчете скорости воды рекомендуется принимать не более 1,5 м/с в стояках и магистралях  и не более 2,5 м/с в подводках к приборам. Если скорость движения воды превышает допустимое значение, то увеличивают диаметр участка.

       Поскольку расчетный расход горячей воды для участков внутридомовой сети от первого водоразборного стояка (по ходу движения воды) до самого удаленного водоразборного прибора определяется без учета циркуляционного расхода, т.е. qh,cir=qh, то гидравлический расчет этих участков корректировке не подлежит.

       Окончательный гидравлический расчет подающих тепло-проводов системы горячего водоснабжения ведется по форме 3. Потери напора по участкам определяются с учетом потерь давления в местных сопротивлениях по формуле:

                                  Pl=RL(1+kl) ,                                              ( 6 )

где R- удельные потери давления на трение, Па/м ;

     L - длина участка трубопровода, м;

     kl - коэффициент,   учитывающий   потери  давления  в  местных  сопротивлениях,равный: 0,2 – для распределительных трубопроводов; 0,5 - для теплопроводов в пределах теплового пункта, а также  для водоразборных стояков  с  полотенце-сушителями ;   0,1  -  для водоразборных стояков без  полотенце-сушителей и  циркуляционных стояков.

                                                                                               Форма   3

Но-мер

уч-ка

Дли-на уч-ка   L, м

qh, л/с

qcir,л/с

Кcir

qh,cir,л/с

dу, м

R, Па/м

, м/с

kl

Pl, Па

Pl,tot кПа

  1.  Гидравлический расчет циркуляции в системе горячего водоснабжения.

   Гидравлический расчет циркуляционных колец производится для режима циркуляции, т.е. при наибольшем циркуляционном расходе. Каждое циркуляционное кольцо состоит из теплопроводов: подающих, диаметры которых подобраны в режиме максимального водоразбора, и циркуляционных тепло-проводов. В гидравлический расчет циркуляционных колец входят расчет потерь давления в подающих теплопроводах при условии отсутствия водоразбора и пропуска только циркуляционных расходов воды и расчет потерь давления в циркуляционных теплопроводах при пропуске циркуляционных расходов воды. Расчет производится аналогично расчету подающих тепло-проводов. Диаметры сборного циркуляционного теплопровода и наиболее удаленного стояка следует принимать, исходя из допустимых скоростей движения воды. При этом диаметры циркуляционных теплопроводов должны быть на 1-2 калибра меньше диаметров соответствующих участков подающих теплопроводов. Циркуляционные стояки рассчитывают на разность давлений в местах соединения их с подающими стояками и циркуляционной магистралью. Разность потерь давления в различных циркуляционных кольцах допускается не более 10 %.

При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметров трубопроводов на участках циркуляционной сети предусматривают установку диафрагм у основания циркуляцион-ных стояков. Диаметр отверстия диафрагмы dд определяется по формуле:              4_____

                dд=11,3q2/Hер   ,                                                             ( 7 )

где q - расход воды через диафрагму, м3/ч ;

     Hер- избыточный напор, который необходимо погасить      

           диафрагмой, м.

        Если при расчете диаметр отверстия диафрагмы получается менее 10 мм, допускается вместо нее устанавливать кран для погашения избыточного напора. Однако при  установке диафрагм наблюдается увеличение зашламления и накипеобразования в этих местах, поэтому допускается производить увязку потерь давления в циркуляционных кольцах путем увеличения гидравлического сопротивления стояков, вводя в их нижнюю часть вставки из труб меньших диаметров.

           Для систем горячего водоснабжения с секционными водоразборно-циркуляционными  узлами  при одинаковых диамет-рах стояков расчет циркуляции рекомендуется осуществлять следующим образом.   Сначала определяют циркуляционный рас-ход для наиболее удаленного секционного узла, принимая значение Qht равным потерям теплоты подающими тепло-проводами всего узла, а перепад температуры t за счет остывания воды в водоразборно-циркуляционном узле на 2-3 С меньше, чем перепад температуры во всей системе. В этом случае циркуляционные расходы для остальных узлов системы будут всегда больше, чем для наиболее удаленного, так как разность давлений в точках присоединения секционных узлов к подающему и циркуляционному теплопроводам будет увеличиваться по мере приближения секционных узлов к циркуляционному насосу. В целях повышения гидравлической устойчивости системы целе-сообразно принимать потери давления в циркуляционных стояках  узлов достаточно большими по сравнению с потерями давления в сборных циркуляционных теплопроводах. Рекомендуется, чтобы при циркуляционном расходе потери давления в водоразборно-циркуляционном узле были в пределах 0,03-0,06 МПа [7]. В системах горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловой сети потери давления в циркуляционном кольце при циркуляционном расходе не должны превышать 0,02 МПа [7].

      Гидравлический расчет циркуляционных теплопроводов ведется по форме  4. Номера участков имеют свою нумерацию, отличную от разводящей линии, и снабжаются индексом «Ц».

                                                                                              Форма  4

Номер

уч-ка

Длина уч-ка

L, м

Цир. рас-ход

qcir, л/с

Диа-метр D, мм

Ско-рость

, м/с

Удель-ные потери  давле-ния R, Па/м

 kl

Потери  давления на уч-ке Рl, Па

Суммар-ные по-тери дав-ления

Pl,tot,   кПа

  1.  Определение расчетных тепловых нагрузок. Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения.

       Максимальный часовой расход воды, м3/ч, следует определять по формуле

                              qhhr=0,005qohhrhr   ,                                            ( 8 )

где  hr - коэффициент,   определяемый   согласно   [7, прил.4]   в

зависимости от общего числа приборов, обслуживаемых               проектируемой системой, и вероятности их использования;

qohhr - часовой расход воды санитарно-техническим прибором,

л/ч, принимаемый согласно [7, прил. 3].

       Вероятность использования санитарно-технических приборов Phr для системы в целом определяется по формуле:

                                            3600 P qo

                                  Phr =                       .                                      (  9 )

                                              qo,hr

        При величине Рhr > 0,1 и N  200  коэффициент hr следует определять по табл.1 [7, прил. 4], при других значениях Рhr  и  N  коэффициент hr следует определять по табл. 2 [7, прил.4].

Средний часовой расход воды qhТ, м3/ч, за период (сутки) Т мак-симального водопотребления определяется по формуле:

                                                 qhu U

                                    qhТ  =                     ,                                   ( 10 )

                                              1000 T

где qhu - норма расхода горячей воды,  потребителем в сутки              наибольшего водопотребления, л/сут, согласно [7, прил. 3];

      U  - число водопотребителей;

      Т  - период водоразбора, ч, для жилых зданий Т=24 ч.

Тепловой поток, кВт, за сутки максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) определяется по формуле

  а) в течение среднего часа:

                                QhT=1,16qhT(55 - tc) + Qht        ;                          ( 11 )

  б) в течение часа максимального водопотребления

                                 Qhhr=1,16qhhr(55 - tc) + Qht    ,                         ( 12)

где tc - температура холодной воды, С, при отсутствии данных            принимается равной +5С для отопительного периода;

     Qht- теплопотери разводящими и циркуляционными             трубопроводами горячего водоснабжения, кВт.

      Максимальный (расчетный) тепловой поток, Вт, на отопление жилого здания определяется по формуле:

                               Qo,max=qoVн ( ti - to )    ,                                      ( 13 )

где  qo - удельная теплопотеря здания, Вт/(м3С), табл.  2;

      Vн - наружный объем здания, м3 ;

       ti  - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых             зданий, принимаемая для жилых и общественных зданий             равной 18С;

        to - расчетная температура наружного воздуха для проектиро-             вания отопления, С.

Таблица 2

Удельные теплопотери зданий различного назначения

Наружный объем зданий Vн , м3

Число секций

Этажность зданий

Удельная теплопотеря зданий

qo , Вт/м3С

5 900 - 9 300

2 - 3

5

0,49 - 0,45

12 700 - 16 000

4 - 5

5

0,43 - 0,42

до  25 800

4

9

0,43

38 500 - 51 100

6 - 8

9

0,42 - 0.385

14 200 - 27 700

2 - 4

12

0,48 - 0,42

24 100

2

16

0,56

       Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения на ЦТП производят согласно [8] на основе величины

                                             м=Qhhr/Qo,max                                    ( 14 )

        При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды на отопление с регулированием отпуска теплоты  в тепловых сетях по отопительному графику принимается схема:

        для м < 0,2 и м > 1   -  параллельная;

       для 0,2  м  1           - двухступенчатая смешанная.

     

      При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по повышенному графику принимается схема:

        для м < 0,2 и м > 1  - параллельная;

        для 0,2  м  1         - двухступенчатая последовательная.

       

      При применении в тепловом пункте электронных регуляторов расхода теплоты на отопление независимо от графика регу-лирования отпуска теплоты принимается схема:

      для м < 0,2 и м > 1   - параллельная;

      для 0,2  м 1- двухступенчатая смешанная схема с ограни-чением максимального расхода воды из тепловой сети на  ввод.

     

 Выбор температурного графика регулирования производится согласно величине

                         ср= QhT/Qo,max   .                                                  ( 15 )

В связи с тем, что повышенный график температур является эко-номически более выгодным, в настоящее время он обязателен во всех случаях, когда величина  ср  0,15 . При  ср < 0,15 до-пускается применять отопительно-бытовой график температур[ 8].

6. Расчет и построение графиков расхода теплоты.

         Для построения графиков необходимо предварительно составить таблицу расходов теплоты на горячее водоснабжение по часам суток по форме  5 . В части строк в графе 4 указаны проценты часового расхода теплоты за отдельные периоды суток, которых следует придерживаться. Остальные строки следует заполнить как промежуточные таким образом, чтобы выполнялось условие:

                 (YQ) / 24 = 2400 / 24 = 100%  ,                               ( 16 )

    где Q - расход теплоты , % .

            Величину часовой неравномерности Кч следует определять по формуле

                  Кч = Qhhr / QhT     ,                                                        ( 17 )

где Qhhr ,QhT - максимальный и среднечасовой расходы теплоты на

                       горячее водоснабжение, кВт.

   

      После заполнения графы 4 следует проверить по формуле (16) правильность выбранных процентов Q. В графе 8 указывают последовательно суммируемые расходы теплоты графы 6. По данным графы 5 строят суточный график расхода теплоты на горячее водоснабжение в координатах Q, кВт - n, ч . суток; по дан-ным графы 8 строят интегральный график расхода теплоты на горячее водоснабжение  в координатах Q, кВт . ч - n. суток.

 

Форма  5

Расходы теплоты на горячее водоснабжение по часам суток.

Но-мер

Периоды часов суток

Кол-

во

Расход теплоты Q  

Нарастающий период

п/п

с одинако-

выми расходами

часов Y

%

кВт

за период

кВт . час

час

КВт .  час

1

0-1

1

60

1

2

1-6

5

10

6

3

6-7

1

50

7

4

7-9

2

9

5

9-13

4

120

13

6

13-16

3

16

7

16-18

2

100

18

8

18-20

2

20

9

20-22

2

Кч*100

22

10

22-23

1

23

11

23-24

1

100

24

7.Определение температуры to наружного воздуха, соответствующей точке излома  графика температур.

Наружная температура tо определяется из уравнения температуры воды после отопления 02 в точке излома графика:

                                                  _

                              02=01-oQo     ,                                           ( 18 )

где  01 - температура воды в подающей трубе в точке излома                  нормального отопительного графика, равная 70С;

        о- расчетный перепад температур воды в тепловой сети,                при температурном  графике 150-70С о= 150-70=80 С;

        Qo - относительный расход теплоты на отопление в точке                 излома графика температур, равный

                                               _

                                               Qo=(ti-to)/(ti-to)  ,                           ( 19 )

         ti  -  расчетная температура внутреннего воздуха, для жилых                 зданий - 18С;

         to -  наружная температура, соответствующая точке излома ;

         to   -  расчетная температура наружного воздуха для проекти-                 рования отопления.

         В точке  излома графика 02=41,7С.

         Тогда  tо=18 - 0,353(18 - tо).                                               ( 20 )

8. Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке излома повышенного графика.

       Промежуточная температура нагреваемой воды после

I ступени при балансовой нагрузке горячего водоснабжения в точке излома  

                                 tп=02 - tн   ,                                              ( 21 )

где  tн  - недогрев нагреваемой воды до температуры греющей в

                I ступени в точке излома графика, принимаемый 510С.

        Перепад температур греющей воды в I ступени будет равен

                                        tп - tc

             1 =( Qh, / Qo)(              )( 1 - 2 )  ,                                ( 22 )

                                         th - tc 

 где  Qh - балансовый расход теплоты на горячее водоснабжение

                                      Qh = 1,2QhT .

     Суммарный перепад температур греющей воды в I и II  ступенях при Qh определяется по формуле:

                                         Qh

                  = I + II =          ( 1 - 2 )  .                                     ( 23 )

                                         Qo

      Перепад температур греющей воды во II ступени при tн определяется по формуле:

                 II = - I  .                                                                   ( 24 )

      Температура воды в подающем трубопроводе в точке излома повышенного графика составит

                 1 = о1 + II .                                                               ( 25 )

9. Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения.

     В закрытых водяных системах для горячего водоснабжения жилых зданий применяют секционные скоростные подогреватели. В подогревателях горячего водоснабжения греющая (сетевая) вода пропускается по межтрубному пространству. Этим достигается, во-первых, выравнивание скоростей сетевой и местной воды, так как расход сетевой воды обычно больше, чем расход местной воды. Во-вторых, осаждение накипи внутри трубок легче обна-руживается и удаляется, чем в межтрубном пространстве.

      Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения проводят в зависимости от схемы включения. Расчетную производительность водонагревателей систем горячего водоснабжения с учетом потерь тепла подающими и циркуляционными трубопроводами Qh, Вт, следует принимать:

     при наличии баков-аккумуляторов нагреваемой воды в ЦТП - по  среднечасовым расходам тепла на горячее водоснабжение QhT;

      при отсутствии баков-аккумуляторов нагреваемой воды - по максимальным часовым расходам на горячее водоснабжение Qhhr .

9.1.Подбор секционных водоводяных подогревателей для горячего водоснабжения при параллельной схеме.

 Определяется расчетный расход:

сетевой (первичной) воды на горячее водоснабжение, кг/ч:

               Gh1 = Qhhr3 600 / [c(1 - 3)] ,                                      ( 26 )

где  1 = 70С, 3 = 30С, согласно [8];

нагреваемой (вторичной) воды, кг/ч:  

      при отсутствии баков-аккумуляторов  

         Gh2 = Qhhr3 600 / [c(th - tc)] ,                                                ( 27 )

      при наличии баков-аккумуляторов   

         Gh2 = QhT3 600 / [c(th - tc)] .                                                 ( 28 )

      Среднелогарифмическая разность температур между греющим и нагреваемым теплоносителями

                          (3 - tc) - (1 - th)

             tm =                                      .                                           ( 29 )

                        ln[(3 - tc) / (1 - th)]

     Средние температуры сетевой и нагреваемой воды   

                                        m = (1 + 3) / 2 ,                                  ( 30 )

                                        tm = ( tc + th ) / 2   .                                  ( 31 )

    Задаваясь скоростью сетевой и нагреваемой воды тр=мт=1 м/с, определяется требуемая площадь живого сечения межтрубного пространства и трубок подогревателя, м2:

                                  fмт = Gh1 / (3 600мт103),                               ( 32 )

                                  fтр = Gh2 / (3 600тр103) .                               ( 33 )

       Подбирается наиболее близкий типоразмер секционного  водоводяного  подогревателя  для горячего водоснабжения, находятся действительные  значения  поверхности нагрева одной секции Fсекц,  м2, площади живого сечения трубок fтр, м2, площади межтрубного пространства fмт, м2 и эквивалентного диаметра межтрубного пространства dэ, мм:

         dэ =  (Di2 - ndе2) / (Di - ndе2) ,                                                 ( 34 )

где  Di - внутренний диаметр корпуса, мм;

      n  - количество трубок ;

      dе/di - диаметр трубок, мм.

     Определяются: 1)действительные значения скорости воды , м/с          - в трубках:

                     тр = Gh2 / (3 600fтр103),                                           ( 35 )   

- в межтрубном пространстве:

                    мт = Gh1 / (3 600fмт103);                                         ( 36 )

2) коэффициент теплоотдачи сетевой воды к стенкам трубок, Вт/(м2 С):

              мт = 1,16(1210 + 18m - 0,038m2) мт0,8  /  dэ0,2 ;         ( 37 )

3) коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде, Вт/(м2 С)

              тр = 1,16(1210 + 18tm - 0,038tm2) тр0,8 / di0,2  ;            ( 38 )

4) коэффициент теплопередачи подогревателя, Вт/(м2 С)

                                                 

                    k =                                                        ;                    ( 39 )

                             1/ мт + ст/ст + н/н + 1/ тр 

где ст - толщина стенки трубки, равная 0,001 м ;

     ст,=104,4Вт/(м2 С)- коэффициент теплопроводности латуни;

    н=0,0005 м - толщина накипи;

    н=2,3 Вт/(м2  С) -коэффициент теплопроводности слоя накипи;

     =0,95 - коэффициент учитывающий неоднородность трубного           пучка

5) требуемая площадь поверхности нагрева секционного водо-водяного подогревателя, м2,  и требуемое число секций, шт:

                           F = Qhhr103 / ( ktm)  ,                                          ( 40 )

                           Z = F / Fсек  ,                                                         ( 41 )

       где Fсек - площадь поверхности нагрева одной секции, м2.

      К установке принимается целое число секций.

9.2  Подбор секционных водоводяных подогревателей для горячего водоснабжения при двухступенчатой смешанной схеме.

Определяется:

1)расход сетевой воды на отопление, кг/ч:

                         Go = Qo3600 / [c(1 - 2)] ;                                    ( 42 )

2) промежуточная температура нагреваемой воды после I ступени в точке излома графика, С:

                        tп = 2 - t ,                                                           ( 43 )

где t - температурный перепад, принимаемый равным 10С при              отсутствии и 5С при  наличии баков аккумуляторов.

3)тепловая производительность I и II ступеней при Qh в точке излома графика, Вт:

                      QhI =  (cGh2 / 3600) (tп - tc) ;                                   ( 44 )

                      QhII = Qh - QhI ,                                                        ( 45 )

где Gh2 - расход нагреваемой воды, определяемый по формуле (27) при отсутствии и по формуле ( 28 )при наличии баков-аккумулято-ров, кг/ч.

4)температура греющей воды после II ступени при QhII в точке излома, С

                      II2 = 1 - [3600QhII / (сGh2)],                                 ( 46 )

где Gh2 -  расход нагреваемой воды, кг/ч.

        Обычно температура греющей воды на входе в I ступень II22; если они отличаются  более чем на 2С, определяют средневзвешенную температуру, С, и используют ее в формуле (47) вместо 2:

                     вз2 = (hGh2 + 2Go) / (Gh2 + Go)                            ( 47 )

5)расход греющей воды на I и II cтупень водо-нагревателя, кг/ч:

                                    3600 (Qo + QhII)

                        Gh1I =                                 ,                                    ( 48 )

                                        c (1 - 2)

                                     3600QhII

                        Gh1II =                      ,                                              ( 49 )

                                     c( th - tп)

где Qo = Qo(ti - to) / (ti - to) - расход теплоты на отопление при наружной температуре to, соответствующей точке излома графика.

6)температура греющей воды после I ступени в точке излома, С:

                 

                      I2 = 2 - (3600QhI / Gh1I)  ;                                    ( 50 )

7)температурный напор I и II ступеней в точке излома, С:

                                     tбI - tмI

                       tI =                                 ;                                    ( 51 )                  

                                     ln(tбI / tмI)

                                   tбII - tмII

                       tII =                                .                                    ( 52 )

                                  ln(tбII / tмII)

Задаваясь скоростью сетевой и нагреваемой воды тр = мт = 1 м/с, определяется требуемая площадь живого сечения межтрубного пространства и трубок подогревателя I ступени, м2:

              fмт = Gh1I / (3600мт103) ;                                               ( 53 )

              fтр = Gh2 / (3600тр103)  .                                               ( 54 )

      Подбирается наиболее близкий типоразмер секционного  водоводяного  подогревателя  для горячего водоснабжения, находятся действительные  значения  поверхности нагрева одной секции Fсек,  м2, площади живого сечения трубок fтр, м2, площади межтрубного пространства fмт, м2 и эквивалентного диаметра межтрубного пространства dэ по формуле (34), мм.

      Действительная скорость нагреваемой воды в трубках I и II ступеней, м/с:

               тр = Gh2 / (3600 fтр103)  .                                              ( 55 )

      Действительная скорость греющей воды в межтрубном пространстве I и II ступеней, м/с:

                мтI = Gh1I / (3600fмт103) ;                                             ( 56 )

                мтII = Gh1II / (3600fмт103) .                                            ( 57 )

      Средние температуры греющей и нагреваемой воды в I сту-пени подогревателя, С:

                  mI = (II2 + I2) / 2  ;                                                  ( 58 )

                   tmI = (tc + tп) / 2       .                                                  ( 59 )

      Средние температуры греющей и нагреваемой воды во II сту-пени подогревателя, С:

                   mII = (1 + II2) / 2 ;                                                  ( 60 )

                    tmII  = (tп + th) / 2     .                                                  ( 61 )

8) коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок мтI (I ступени) и мтII (II ступени), коэффициенты теплоотдачи от стенок     трубок   к   нагреваемой   воде  трI   (I ступени)   и  трII 

(II ступени),  коэффициенты  теплопередачи  kI  (I ступени) и   kII 

(II ступени) по формулам 37, 38, 39.

9)требуемая площадь поверхности нагрева секционного водяного подогревателя I и II ступеней и требуемое число секций

                           FI = QhI103 / (kItI)   ;                                     ( 62 )

                           FII = QhII103 / (kIItII);                                     ( 63 )

                           ZI = FI / Fсек   ;                                                   ( 64 )

                           ZII = FII / Fсек  .                                                   ( 65 )       

К установке принимается целое число секций.

10. Гидравлический расчет  водонагревательной  установки  горячего водоснабжения.

      Потери напора, м.вод.ст., нагреваемой воды в трубном пространстве обеих ступеней водонагревательной установки определяют по формуле

             HI+II = xmυ2nI+II   ,                                                           ( 66 )

где  x   - коэффициент, учитывающий увеличение потерь давления в водонагревателе за счет зарастания накипью, принимаемый при чистке подогревателей один раз в год x = 4;

      m  - коэффициент гидравлического сопротивления одной секции водонагревателя, принимаемый равным m = 0,75 при ее длине  4м;

υ- скорость движения воды в трубках водонагревателя без учета их зарастания, м/с;

nI+II - суммарное число секций в I и II ступенях водонагревателя.

11. Подбор водомера  для  горячего  водоснабжения.

     Водомер для горячего водоснабжения устанавливается в ЦТП перед I ступенью подогревателя на трубопроводе холодной воды. Водомеры бывают крыльчатые и турбинные. Их подбирают по расчетному расходу воды, м3/ч, согласно табл. 3.

Таблица  3

                               Счетчики расхода воды                    

Счетчик

Расход воды

Постоянная

Тип

Ка-либр мм

номи-нальный м3

допустимый

гидро- сопротивления счетчика S,

макси-мальный в сутки, м3

нижний предел измере-ния, м3

           м

        (м3/ч)2

Крыль-

чатый

20

25

32

40

50

1,6

2,5

4

6,3

10

10

14

20

40

60

0,06

0,06

0,105

0,17

0,22

5,1

2,64

1,3

0,32

0,0265

Турбин

ный

50

80

100

150

200

15

45

75

160

265

140

500

880

2000

3400

3

6

8

12

18

0,0265

0,00207

0,000675

0,00013

0,0000453

Потерю напора в водомере Hs , м.вод.ст., определяют по формуле

                            Hs = S ( qhhr )2                                                     ( 67 )

где  qhhr - максимальный расход горячей воды,  м3/ч.

         При расчетах допускают потерю напора в крыльчатых водомерах до 2,5 м, в турбинных - до 1 м.

12. Определение требуемого напора холодного водопровода на вводе в   ЦТП.  Подбор циркуляционных  насосов.

      Требуемый напор холодного водопровода должен определяться из условий горячего водоснабжения, так как из-за наличия подогревателя потери напора значительно выше, чем в системе холодного водоснабжения.

      Требуемый напор холодного водопровода Hтреб, м.вод.ст., на вводе в ЦТП составит

                      Hтр = Нgeom + НI+II + Hl,tot + Нs + Нок + Нf ,         ( 68 )

где  Нgeom - геометрическая высота подъема воды, т.е. высота                   душевой сетки верхнего этажа здания над уровнем                  водопроводного ввода в ЦТП;

      НI+II  - потери напора в трубном пространстве I и II ступеней                  подогревателя при максимальном режиме водоразбора;

   Нl,tot - потери напора в разводящих трубопроводах главной                  ветви сети;

      Нs      - потери напора в водомере;

      Нок=0,5м  - потери напора в обратном клапане;

      Нf     - свободный напор на излив, принимаемый 23 м .

      Если напор холодного водопровода у ЦТП больше требуемого насосы устанавливаются только для циркуляции. Расчетный напор, м, циркуляционных насосов определяется по формуле

                                      xqh + qcir

              Н =  Нпcir {                 }2 + Hцcir  ,                         ( 69 )

                                           qcir 

где  Нпcir   - потери напора в подающем теплопроводе и                         II ступени водоподогревательной  установки в режиме цирку-ляции, м ;

       Нцcir  - потери напора в циркуляционном теплопроводе, м;

      (xqh+qcir) - расход воды в системе в режиме частичного                         водоразбора с циркуляцией, кг/ч;

            x - доля максимального водоразбора, принимаемая для                 систем горячего водоснабжения протяженностью до 60 м                 равной 0,15,    для систем протяженностью   100150 м  -

                0,20,3, для квартальных систем  - 0,50,7, согласно [2].

Если напор холодного водопровода у ЦТП меньше требуемого, циркуляционные насосы устанавливаются для циркуляции и подкачки (повысительно-циркуляционные). Подача насосов в этом случае будет равна сумме расчетного и циркуляционного расходов горячей воды.

      Расчетный напор повысительно-циркуляционных насосов равен недостающему напору на вводе в ЦТП:

                         Н = Нтр - Нд  ,                                                         ( 70 )

где Нд - действительный (существующий) напор холодного

             водопровода на вводе в ЦТП, м.

      В качестве циркуляционных или повысительных используют насосы типа К, КМ, ВК, ЦВЦ. Число насосов не должно быть менее двух, один из них является резервным. Если в номенклатуре насосов нет подходящего по параметрам, то можно  применить последовательное включение как рабочих, так и резервных насосов, имея в виду, что напоры при этом складываются. Возле циркуляционного насоса необходимо предусмотреть запорную арматуру для переключения на резервный, а также обратный клапан.

       В курсовой работе условно принято, что требуемый напор холодного водопровода у ЦТП не больше действительного.

Список рекомендуемой литературы.

  1.  Громов  Н.К.  Абонентские  устройства   водяных  тепловых

      сетей.2-е изд.  М.: Энергия, 1979. 248 с.

  1.  Ионин А.А., Хлыбов Б.М., Братенков В.Н., Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение. Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1982. 336 с.
  2.  Козин В.Е. и др. Теплоснабжение. М.: Высшая шк., 1980. 408 с.
  3.  Сенков Ф.В. Регулирование отпуска тепла в закрытых и открытых системах теплоснабжения: Учеб. пособие.  2-е изд. М.: Всесоюзный заочный  инженерно-строительный институт, 1979. 408 с.
  4.  Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 5-е изд. М: Энергоиздат, 1982. 360 с.
  5.  СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: Госстрой 1986.  55 с.
  6.  СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. М.: Госстрой, 1989. 48 с.
  7.  Справочник    проектировщика:   Внутренние    санитарно- технические устройства /Под ред. Староверова И.Г. и Шиллера Ю.И.: в 2  ч.  М.: Стройиздат, 1990. ч.1: Отопление. 342  с.; ч.2: Водопровод  и канализация. 246 с.
  8.  Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей /Под ред. Николаева А.А.  М.: Стройиздат, 1965. 360 с.
  9.  Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование /Под ред. Хрусталева Б.М. Минск: ДизайнПРО, 1997.  384 с.
  10.  Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального тепло-снабжения. Учеб.  пособие. Н.Новгород: НГАСУ, 1997. 282 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ            

Общие сведения….........................................………..........……

3

Задание к курсовой работе..............................................……...

3

Оформление курсовой работы.............................................….

5

Расчетно-пояснительная записка..…………………………..

7

   1.Предварительный гидравлический расчет разводящих трубопроводов ….........………….....................…….....................

7

   2.Определение теплопотерь и циркуляционных расходов ...

8

   3.Окончательный гидравлический расчет…………...............

9

   4.Гидравлический расчет циркуляции в системе горячего

водоснабжения...............................….................................……...

10

   5.Определение расчетных тепловых нагрузок. Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения................

12

   6.Расчет и построение графиков расхода теплоты………….

15

   7.Определение температуры наружного воздуха, соответствующей точке  излома графика температур………...

16

   8.Определение температуры воды в подающей трубе теплосети в точке излома повышенного графика........…….......

17

   9.Тепловой расчет водонагревателей системы горячего водоснабжения..................................................…….....................

17

   10.Гидравлический расчет водонагревательной установки горячего водоснабжения......................................……….............

22

   11.Подбор водомера для горячего водоснабжения...……......

22

   12.Определение требуемого напора холодного водопровода на  вводе в ЦТП. Подбор циркуляционных насосов…………...

23

Список  рекомендуемой  литературы.......................…...........

26

                                                         26