Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Теплогазопостачання та вентиляція
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Теплогазопостачання
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ГАРЯЧЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ
ЖИТЛОВОГО КВАРТАЛУ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання курсової роботи з курсу “Теплопостачання”
для студентів базового напряму 6.0921 “Будівництво”
спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”
Затверджено
на засіданні кафедри
“Теплогазопостачання та вентиляція”
Протокол № 10 від 24 травня 2007 р.
Львів – 2007
Гаряче водопостачання житлового кварталу: Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу “Теплопостачання” для студентів базового напряму 6.0921 “Будівництво” спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція” /Укл.: Ярослав В.Ю., Юркевич Ю.С., Савченко О.О. ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2007. (35 с.
Укладачі Ярослав В.Ю., ст. викладач,
Юркевич Ю.С., канд.техн.наук., доц.,
Савченко О.О., асист.
Відповідальний за випуск Возняк О.Т., канд.техн.наук., доц.
Рецензенти Желих В.М., канд.техн.наук., доц.,
Жук В.М., канд.техн.наук., доц.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра “Теплогазопостачання і вентиляція”
ЗАВДАННЯ
до курсової роботи “Гаряче водопостачання житлового кварталу”
з дисципліни “Теплопостачання”
Студенту______________________________________ Групи ______
(ІV курс, 8-й семестр)
ВИХІДНІ ДАНІ:
1. Місце будівництва________________________________________________
2. Номер магістральної камери _______________________________________
3. Житлові будинки мікрорайону / їх поверховість _______________________
4. Норма загальної площі, м2/людину, fз = ________ .
5. Система теплопостачання __________________________________________
6. Приєднання системи опалення _____________________________________
7. Розрахункові параметри теплоносія, оС : =_____, =_____, =_____.
Гарантований тиск в мережі холодного водопроводу, МПа, Pg =_______________________
Вид прокладки теплових мереж ___________________________________
Наявний перепад тисків у вузловій камері теплової мережі, МПа, ΔP=_____________.
Додатки до завдання:
Фрагмент генплану кварталу;
Поверхові плани будинків кварталу.
Завдання видано “__” ______ 20__ р.
Термін закінчення “__”______ 20__ р.
Керівник ____________Підпис __________________
Студент _____________ Підпис __________________
ВСТУП
Виконання курсової роботи з гарячого водопостачання (ГВ) житлового кварталу є важливим етапом навчального процесу.
Мета методичних вказівок – викладення вимог до курсової роботи та рекомендацій з її виконання та використання науково-технічної літератури.
СКЛАД І ОБСЯГ КУРСОВОЇ РОБОТИ
В курсовій роботі необхідно запроектувати систему гарячого водопостачання житлового кварталу. При цьому вирішуються такі питання:
Визначення кліматичних даних місця будівництва;
Конструктивна розробка системи гарячого водопостачання будинку;
Розміщення обладнання, засобів автоматизації, арматури теплового пункту;
Визначення розрахункових теплових потоків на опалення та гаряче водопостачання житлового будинку;
Гідравлічний розрахунок системи гарячого водопостачання
Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі водорозбору;
Визначення тепловтрат подавальних трубопроводів та циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ;
Гідравлічний розрахунок подавальних та циркуляційних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі циркуляції;
Розрахунок та підбір обладнання індивідуального теплового пункту будинку
6.1. Тепловий та конструктивний розрахунок підігрівника;
Підбір приладів обліку витрат теплової енергії, витрат холодної та гарячої води;
Розрахунок та підбір насосного обладнання вузла вводу;
Підбір засобів автоматизації та контрольно-вимірювальних приладів.
Побудова добового та інтегрального графіків витрат теплоти на гаряче водопостачання, визначення необхідної ємності бака-акумулятора;
Розрахунок теплових мереж житлового кварталу;
Складання специфікації обладнання індивідуального теплового пункту будинку.
Курсова робота складається з пояснювальної записки в обсязі 20...25 сторінок тексту і графічної частини (1 лист формату А1).
Записка включає: завдання до курсової роботи; зміст; стислий опис об’єкту гарячого водопостачання і схеми постачання гарячою водою; визначення розрахункових теплових потоків на опалення та гаряче водопостачання; гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи ГВ в режимі водорозбору; визначення тепловтрат подавальних трубопроводів та циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ; гідравлічний розрахунок подавальних та циркуляційних трубопроводів системи ГВ в режимі циркуляції; розрахунок та підбір обладнання індивідуального теплового пункту будинку; розрахунок годинного і інтегрального графіків витрати теплоти на ГВ, визначення необхідної ємності бака-акумулятора; розрахунок теплових мереж житлового кварталу; список літератури. До пояснювальної записки додаються розрахункова аксонометрична схема системи гарячого водопостачання, добовий та інтегральний графіки витрати теплоти на гаряче водопостачання.
В графічній частині представляють:
- план типового поверху в масштабі 1:100 з нанесенням санітарно-технічних приладів, трубопроводів системи ГВ, стояків та сушарок рушників, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків;
- план підвалу в масштабі 1:100 (за необхідністю також і план горища в масштабі 1:200) з нанесенням трубопроводів, стояків, обладнання індивідуального теплового пункту (ІТП), місць вводів водопроводу та трубопроводів теплової мережі з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб;
- схема трубопроводів системи гарячого водопостачання в масштабі 1:100 з зображенням необхідної арматури, обладнання, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб;
- схема трубопроводів індивідуального теплового пункту (ІТП) будинку в масштабі 1:50(1:100) з зображенням необхідного обладнання, арматури, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб, позиційних позначень обладнання;
- план теплових мереж житлового кварталу в масштабі 1:1000 з зображенням контурів житлових будинків кварталу, проїзжої частини вулиць, тротуарів, теплової мережі, теплофікаційних камер, з вказанням маркування елементів теплової мережі, перерізів прокладки та довжин ділянок між характерними точками теплової мережі;
- загальний вид окремого елементу або нестандартного обладнання системи ГВ в спрощеному графічному зображенні в масштабі 1:10(1:20), з основними розмірами.
Специфікацію обладнання індивідуального теплового пункту (ІТП) будинку згідно позиційних позначень можна привести на листі графічної частини або включити до складу пояснювальної записки. У випадку проектування ІТП відкритої системи теплопостачання замість схеми трубопроводів індивідуального теплового пункту можна привести характерні розрізи в масштабі 1:50.
ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДО СИСТЕМИ ГВ
Системи ГВ включають: ввід в будинок, водомірні вузли, вузол обліку витрати теплової енергії, подавальні трубопроводи, стояки, підводки до санітарних приладів, циркуляційні трубопроводи, водорозбірну змішувальну, запірну та регулюючу арматуру, засоби автоматизації. До основного обладнання системи ГВ відносяться насосні установки, теплообмінники (водопідігрівники), регулятори змішування води та баки-акумулятори.
Системи централізованого ГВ будинків з поверховістю до 12 поверхів проектують з нижньою розводкою подавальних трубопроводів, при поверховості 12...16 поверхів застосовується верхня розводка. Системи централізованого ГВ проектуються з насосною циркуляцією води в стояках.
В сучасних системах ГВ застосовується схема, особливістю якої є розташування сушарок рушників на водорозбірних стояках. При цьому водорозбірні стояки (кількістю від 3 до 7) об’єднують за допомогою перемичок в групи, які називають секційними вузлами. Кожен секційний вузол обслуговується одним циркуляційним стояком, який приєднується до збірного трубопроводу системи. Приєднання водорозбірних приладів до циркуляційних стояків і циркуляційних трубопроводів не допускається [2].
В будинках висотою більше 4-х поверхів водорозбірні стояки закільцьовують по верху (при нижній розводці) або по низу (при верхній розводці), кільцююча перемичка приєднується до загального циркуляційного стояка. Кільцюючі перемички прокладаються на горищі, під стелею верхнього поверху або в підвалі(при верхній розводці).
У курсовій роботі необхідно розробити схему системи гарячого водопостачання будинку, маючи на увазі його конструктивні особливості, поверховість, об’ємно-планувальні рішення приміщень кухонь, ванних кімнат і санвузлів, їх взаємне розташування. Системи гарячого водопостачання і опалення будинків приєднуються до двохтрубних теплових мереж.
У квартирах встановлюється така водорозбірна арматура: у ванній кімнаті – змішувач для ванни і змішувач для умивальника або комбінований з поворотним зливом; на кухні – змішувач для мийки або раковини. У ванних кімнатах передбачаються сушарки рушників. На підводках від водорозбірних стояків до санітарно-технічних приладів необхідно передбачити вузли обліку витрати гарячої води, які включають запірний пристрій, фільтр, крильчастий лічильник води, зворотний клапан.
У верхніх точках трубопроводів систем ГВ належить передбачати пристрої для випуску (впуску) повітря – автоматичні повітровипускні пристрої (вантузи); в системах з нижньою розводкою повітря випускається через водорозбірні прилади верхніх поверхів або через повітряні крани у верхній частині подавальних стояків.
У нижніх точках системи трубопроводів передбачаються спускні (дренажні) пристрої.
КОНСТРУКТИВНІ ЕЛЕМЕНТИ СИСТЕМИ ГВ
Прокладку розвідних мереж в житлових будинках належить передбачати в підвалах, прокладку стояків і розводок систем ГВ належить передбачати в шахтах, відкрито – по стінах кухонь, ванних кімнат та інших приміщень. Горизонтальні теплопроводи прокладаються з нахилом не менше 0,002, при цьому циркуляційний трубопровід розташовують паралельно подавальному. Ділянки трубопроводів місцях проходження через стіни і перекриття укладають в металеві гільзи.
Відстань між осями неізольованих стояків із зовнішніми діаметрами до 32 мм приймають 80 мм. Труби закріпляють на стінах хомутами, при цьому залишають зазор між поверхнею ізоляції труби і поверхнею стіни 30...40 мм.
Горизонтальну розводку теплопроводів від стояків до водорозбірних приладів виконують на висоті 200 мм від підлоги, при цьому передбачають нахил труб 0,002...0,005.
Змішувачі, загальні для ванн і умивальників, повинні встановлюватися на висоті 1100мм, для ванн – на висоті 800 мм від підлоги до горизонтальної осі змішувачів.
Трубопроводи систем ГВ, як правило, виготовляються із сталевих оцинкованих труб, при діаметрах більше 150 мм і у відкритих системах теплопостачання допускається використання неоцинкованих сталевих труб. В системах ГВ також допускається застосування сертифікованих металопластмасових труб та труб з термостійких пластмас [2].
Установку запірної арматури належить передбачати: на трубопроводах гарячої води біля водопідігрівника; на відгалуженнях трубопроводів до секційних вузлів водорозбірних стояків, на початку подавальних та циркуляційних стояків у будинках висотою 3 поверхи і більше, на відгалуженнях від водорозбірних стояків в кожну квартиру.
Застосовується запірна арматура загальнопромислового призначення, яка розрахована на робочий тиск 0,6 МПа (60 м вод.ст.), засувки, крани кульові або коркові прохідні муфтові та фланцеві, вентилі запірні муфтові та фланцеві. Арматура діаметром до 50 мм повинна бути бронзовою, латунною або з термостійких пластмас.
Зворотні клапани встановлюють на циркуляційному трубопроводі перед приєднанням його до підігрівника і на трубопроводі, який подає холодну воду, а при безпосередньому водорозборі з теплових мереж (відкрита система теплопостачання) – на циркуляційному трубопроводі перед приєднанням його до зворотного трубопроводу теплової мережі та на відгалуженні від зворотного трубопроводу теплової мережі до терморегулятора.
Для контролю параметрів гарячої води передбачаються термометри і манометри. Термометри розміщують до і після підігрівників, регулятора змішування та на циркуляційному трубопроводі перед циркуляційним насосом. Манометри встановлюють на виході з підігрівника або регулятора змішування, на вході та на виході з насосного обладнання.
Для обліку витрати води передбачають лічильники витрати води, які встановлюють у закритих системах теплопостачання перед підігрівниками, а у відкритих – на трубопроводі гарячої води після регулятора змішування і на загальному циркуляційному трубопроводі. Лічильники води встановлюються на висоті 300 ... 1000 мм від рівня чистої підлоги. Для обліку витрати теплової енергії в системах опалення і ГВ будинку на вводі двохтрубної теплової мережі в будинок необхідно передбачити вузол обліку з тепломіром.
При недостатньому напорі в мережі холодного водопроводу на вводі в будинок, а також з метою створення примусової циркуляції в системі ГВ передбачаються насосні установки, які, як правило, розташовують в приміщеннях теплових пунктів. На напірній лінії кожного насоса передбачають зворотний клапан, запірний пристрій і манометр, а на всмоктувальній лінії – встановлення запірного пристрою і манометра. Насосні агрегати необхідно встановлювати на віброізолюючих основах; на напірних та всмоктувальних лініях необхідно передбачити встановлення віброізолюючих вставок. В сучасних системах широко застосовуються і без- фундаментні насосні агрегати, які встановлюються безпосередньо на трубопроводах.
ПРИНЦИПОВІ СХЕМИ ТЕПЛОВИХ ПУНКТІВ БУДИНКІВ
За допомогою теплового пункта (вузла керування) здійснюється керування місцевих систем споживання теплоти (системи опалення, вентиляції, гарячого водопостачання), які підключаються до зовнішніх теплових мереж. В теплових пунктах передбачається розташування обладнання, арматури, приладів контроля і управління за допомогою яких здійснюються наступні функції: перетворення виду та параметрів теплоносія; регулювання витрати теплоносія та розподіл його по системах теплоспоживання; контроль параметрів теплоносія; облік витрат теплової енергії, теплоносія, конденсату; захист місцевих систем від аварійного підвищення параметрів теплоносія; заповнення та підживлення систем теплоспоживання; збір, охолодження, повернення конденсату та контроль його якості; акумулювання теплоти; водопідготовка для систем гарячого водопостачання (ГВ). В теплових пунктах, відповідно до їх призначення, здійснюються всі перелічені функції або тільки їх частина. Теплові пункти, в залежності від кількості будинків, які приєднуються до теплових мереж, поділяються на індивідуальні (ІТП) – для приєднання систем одного будинку або його частини та центральні (ЦТП) – для приєднання систем двох або більше будинків [ 9 ].
Приєднання споживачів теплоти до теплових мереж в теплових пунктах необхідно передбачати за схемами, які забезпечують мінімальну витрату води в теплових мережах, а також економію теплової енергії [ 3 ]. Теплові пункти можуть мати різноманітну схему в залежності від виду навантаження, яке приєднується (наприклад, тільки опалення або опалення з гарячим водопостачанням та, нарешті, опалення з гарячим водопостачанням і вентиляцією).
В закритих системах теплопостачання в залежності від співвідношення максимальних теплових потоків на гаряче водопостачання та опалення приєднання підігрівників ГВ приймають: при Qhmax/Qomax= 0,2...1,0 – двоступеневі схеми; при інших співвідношеннях – одноступеневу паралельну [3,9]. В якості приклада індивідуального теплового пункту з приєднанням систем опалення і гарячого водопостачання для закритої системи теплопостачання на рис.1 наведені робоча та монтажна схеми ІТП з двоступеневим змішаним включенням підігрівників системи гарячого водопостачання будинку. Засувка 3 в схемі постійно закрита. Регулятор тиску 5 включається за схемою регулятора витрати.
Рис.1. Робоча і монтажна схеми ІТП з двоступеневим змішаним включенням
підігрівників.
1 - перша ступінь підігрівника; 2 – друга ступінь підігрівника; 3 – засувка; 4 – регулятор температури; 5 – регулятор витрати; 6 – елеватор з регульованим соплом; 7 – лічильник холодної води; 8 – лічильник гарячої води.
Значно простіше типова схема теплового пункту у випадку відкритої системи теплопостачання. На рис.2 наведені робоча і монтажна схеми ІТП при відкритій системі теплопостачання з відбором води з подаючого і зворотного трубопроводів теплової мережі. Вода з трубопроводів теплової мережі змішується в терморегуляторі 1. В якості терморегулятора звичайно використовують прилади типу ТРЖ або ТРД конструкції ОРГРЭС. В схемі обов’язкова установка двох лічильників гарячої води – лічильник 2 веде облік гарячої води, яка поступає на водорозбір, а лічильник 3 служить для загального обліку.
Рис.2. Робоча і монтажна схеми ІТП у випадку відкритої системи теплопостачання. 1- терморегулятор; 2,3 – лічильники води.
В житлових мікрорайонах поширені секційні будинки, в яких кожна секція має свою окрему систему опалення і гарячого водопостачання. Схема приєднання такого будинку показана на рис.3. Приєднання систем опалення здійснюється, наприклад, за залежною схемою з елеваторами, а приєднання систем гарячого водопостачання – через загальну водопідігрівну установку.
Рис.3. Принципова схема приєднання систем опалення та гарячого водопостачання секційного житлового будинку.
Більш детально зі схемами приєднання систем гарячого водопостачання до теплових мереж можна ознайомитися в літературі [8,9,10,11,12,!3,14,15].
СКЛАДАННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ СХЕМИ СИСТЕМИ ГВ
Після нанесення на плани типового поверху і підвалу (горища) стояків і розводки трубопроводів викреслюється аксонометрична схема системи ГВ від ІТП до найбільш віддаленого місця водорозбору. На ній вказують подавальні і циркуляційні трубопроводи, водорозбірну, запірну арматуру та регулюючу арматуру. Окремо розробляється розрахункова схема системи гарячого водопостачання. На розрахунковій схемі необхідно вказати нумерацію ділянок системи, їх довжини, а після гідравлічного розрахунку – діаметри та витрати води на кожній ділянці. Розрахунок ведеться по ділянкам від самого віддаленого водорозбірного приладу до вузла вводу в будинок (ІТП).
При приєднанні системи ГВ за схемами закритої системи тепло-постачання мережна вода з подавального трубопроводу тепломережі, проходячи через клапан регулятора температури (РТ), поступає у водопідігрівник, де відбувається нагрів холодної водопровідної води до 60ºС. Мережна вода після водопідігрівника повертається до трубопроводів теплової мережі. Водопровідна вода, що нагрілася в підігрівнику, подається на водорозбір до системи ГВ.
У випадку відкритої системи теплопостачання мережна вода з подавального і зворотного трубопроводів теплової мережі поступає до терморегулятора (регулятора змішування), де відбувається її змішування до потрібної температури (65-70ºС). Після терморегулятора вода подається на водорозбір до системи гарячого водопостачання. Для виключення перетоків води з подавального трубопроводу в зворотний на відгалуженні від зворотного трубопроводу теплової мережі до терморегулятора встановлюється зворотний клапан.
КЛІМАТИЧНІ ДАНІ МІСТА БУДІВНИЦТВА
Для заданого міста будівництва з [1, 7] визначаємо розрахункові параметри зовнішнього повітря: середню температуру найбільш холодної п`ятиденки з коефіцієнтом забезпеченості 0,92, tх5 = tро, ºС; середню температуру опалювального періоду (період з середньодобовою температурою повітря ( 8), tom, ºС; тривалість опалювального періоду, zom, діб; кількість градусо-діб опалювального періоду КГД; температурну зону місця будівництва.
Для відповідної температурної зони згідно дод.4 [7] визначаємо нормативні значення опору теплопередачі зовнішніх огороджувальних конструкцій (зовнішніх стін, горищного перекриття, перекриття над холодними підвалами, вікон і балконних дверей ), (м2(К)/Вт.
ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ТЕПЛОВИХ ПОТОКІВ
НА ОПАЛЕННЯ ТА ГАРЯЧЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ ЖИТЛОВОГО БУДИНКУ
1. Теплові потоки на опалення
Максимальний тепловий потік, Вт, на опалення житлового будинку визначається за формулою:
, (1)
де а – коефіцієнт, що враховує район будівництва будинку і визначається за формулою:
, (2)
Vз –об’єм будинку за зовнішнім обміром, Vз = S ( h, м3; tв – внутрішня розрахункова температура в будинку, tв = 18ºС; qо – питома теплова характеристика будинку, Вт/(м3·К), розраховується за формулою М.С.Єрмолаєва [4]:
, (3)
де Р – периметр будинку за зовнішнім обміром, м; S – площа будинку в плані, м2; h – висота будинку, м; Fвік – сумарна площа вікон, м2; Fзс – сумарна площа зовнішніх стін будинку ( Fзс = P·h), м2; Rзс, Rвік, Rгп, Rпп – термічні опори, (м2(К)/Вт, відповідно зовнішніх стін, вікон, горищного перекриття, підвального перекриття. Приймаємо їх рівними значенням нормативних термічних опорів для відповідних захищень.
2. Теплові потоки на гаряче водопостачання
Середній тепловий потік на гаряче водопостачання житлового будинку, Вт, визначається за формулою [2,6]:
, (4)
де – середня годинна витрата гарячої води за добу, м3/год, визначається за формулою:
, (5)
– норма витрати гарячої води середня за добу на одного споживача, тут необхідно відзначити, що норми витрат гарячої води в нормативній літературі приведені для закритих систем теплопостачання, при проектуванні відкритої системи теплопостачання всі норми витрат гарячої води необхідно приймати з коефіцієнтом 0,85 [2], а середня температура гарячої води в формулі дорівнює 65°С; U – кількість мешканців будинку, яку можна обчислити за формулою:
, (6)
Fзаг – загальна площа житлових квартир будинку, м2; fз – норма загальної площі, м2/людину, (згідно завдання); n – кількість поверхів у будинку (згідно завдання); (t = 985,73 кг/м3 – густина води при tг = 55 оC (для закритої системи теплопостачання); (t = 980,59 кг/м3 – густина води при tг = 65 оC (для відкритої системи теплопостачання); tс = 5 оC – температура холодної води в опалювальний період; kt – коефіцієнт, який враховує тепловтрати в трубопроводах системи ГВ, kt = 0,2 (якщо в системі ГВ є сушарки рушників).
Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання житлового будинку, Вт, визначається за формулою[2,6]:
, (7)
де - максимальна годинна витрата гарячої води, м3/год:
, (8)
– годинна витрата гарячої води санітарно-технічним приладом, для даного випадку, виходячи з заданого рівня благоустрою житлового будинку в завданні на проектування – величина, яка залежить від загальної кількості водорозбірних приладів N, шт., які обслуговуються даною системою гарячого водопостачання та імовірності їх використання в системі ГВ.
Кількість водорозбірних приладів в системі ГВ житлового будинку, шт., визначається, як:
N = nпр ( nкв ( n , (9)
де nпр, nкв, n – кількість, відповідно, приладів в одній квартирі, квартир на поверсі, поверхів в будинку.
Імовірність дії водорозбірних приладів системи ГВ визначається за формулою:
, (10)
де – норма витрати гарячої води 1 споживачем за годину найбільшого водоспоживання [2,6], у даному випадку, виходячи з заданого рівня благоустрою житлового будинку ; – секундна витрата гарячої води водорозбірним приладом, віднесена до одного приладу[2,6]. Для житлового будинку заданого рівня благоустрою л/с.
Імовірність використання водорозбірних приладів системи ГВ:
. (11)
Значення визначаємо за величиною добутку NРhr згідно додатку 4[2] або [6].
ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ
1. Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів
Мета гідравлічного розрахунку подавальних трубопроводів системи гарячого водопостачання полягає у визначенні таких діаметрів трубопроводів, які б забезпечували подачу розрахункової витрати води до найвіддаленішої та високо розташованої точки водозабору.
Для виконання гідравлічного розрахунку розробляється аксонометрична схема системи гарячого водопостачання із зображенням всіх водорозбірних приладів та запірної арматури. Вся система розбивається на окремі розрахункові ділянки, які характеризуються сталою витратою води.
Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи ГВ необхідно виконувати, виходячи з розрахункової витрати гарячої води з врахуванням циркуляційної витрати, л/с, яка визначається за формулою:
, (12)
де – максимальна секундна витрата гарячої води, л/c, на розрахунковій ділянці системи; – коефіцієнт, який враховує наявність циркуляційної витрати на головних ділянках мережі ГВ. Цей коефіцієнт залежить від співвідношення і приймається для водопідігрівників та початкових ділянок системи до першого водорозбірного стояка за додатком 5[2], для всіх інших ділянок мережі = 0.
Максимальна секундна витрата гарячої води, л/c, на розрахунковій ділянці системи визначається за формулою:
, (13)
де – секундна витрата гарячої води водорозбірним приладом, віднесена до одного приладу, л/c; ( – коефіцієнт, який залежить від добутку загальної кількості N водорозбірних приладів та імовірності їх дії Р (див. дод.4[2]),
В першому наближенні приймаємо =0, відповідно .
За відомим значенням за номограмою в додатку 6[2] (у випадку закритої системи) для гідравлічного розрахунку сталевих трубопроводів гарячого водопостачання визначаємо умовний діаметр трубопроводу dy, мм, швидкість води на ділянці v, м/с, та питомі втрати тиску на тертя R, Па/м. Рекомендовані швидкості руху води для внутрішньої водопровідної мережі приймаються в магістралях і стояках в межах до 1,5 м/с, в підводках до водорозбірних приладів –до 2,5 м/с[6]. У випадку відкритої системи використовувати таблиці з додатку 1[6].
Втрати тиску на окремих ділянках трубопроводів, Па, вираховують за формулою:
, (14)
де R – питомі втрати тиску на тертя при розрахунковій витраті на ділянці, Па/м; l – довжина ділянки трубопроводу, м; kl – коефіцієнт, який враховує втрати тиску на ділянці в місцевих опорах. Для відкритих систем теплопостачання kl =0,3. Для закритих систем теплопостачання: для подавальних і циркуляційних розподільних трубопроводів kl =0,2; для трубопроводів у межах теплових пунктів, а також для трубопроводів водорозбірних стояків з сушарками рушників kl =0,5; для трубопроводів водорозбірних стояків без сушарок рушників і циркуляційних стояків kl =0,1.
Втрати напору на розрахунковій ділянці, м вод. ст., визначаються за формулою:
. (15)
У формулі ρ – густина води, кг/м3, g = 9,81м/с2.
Результати розрахунків зводимо до таблиці 1.
Таблиця 1
Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі водорозбору
№
діл.
N,
шт.
, л/с
P,
NP,
(,
, л/с
kcir,
, л/с
dy,
мм
R, Па/м
l, м
v,
м/с
kl,
(P,
Па
(H,
м вод
Сума втрат напору на розрахункових ділянках подавального трубопроводу системи гарячого водопостачання, м вод.ст., визначається як:
, (16)
де N – кількість розрахункових ділянок подавального трубопроводу.
2. Визначення тепловтрат подавальних трубопроводів
в системі гарячого водопостачання та циркуляційних витрат
Втрати теплоти на розрахунковій ділянці системи ГВ, Вт, визначаються:
, (17)
де q – втрати теплоти 1 м трубопроводу даного діаметру, Вт/м, визначаються за таблицею дод.4. залежно від типу трубопроводу, його прокладання та діаметру; l – довжина ділянки, м.
Сумарні втрати теплоти трубопроводами системи ГВ , кВт, визначаються за формулою:
, (18)
де – сума тепловтрат всіх ділянок трубопроводів; – сума тепловтрат трубопроводів стояків; – кількість сушарок рушників; – тепловтрати одною сушаркою рушників, приймати 230 Вт.
Визначення циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ необхідно починати з головної ділянки. Для інших ділянок системи циркуляційна витрата розподіляється пропорційно до величин сумарних втрат теплоти трубопроводами включно до вузлових точок. Циркуляційна витрата гарячої води, л/с, на головній ділянці системи ГВ визначається за формулою[2]:
, (19)
де ( – коефіцієнт, який враховує розрегулювання циркуляції в системі гарячого водопостачання; – сумарні тепловтрати трубопроводами системи ГВ, кВт; с = 4,187кДж/(кг(К) – теплоємність води; (t – різниця температур в подавальних трубопроводах системи ГВ до найвіддаленішої водорозбірної точки, оС.
Вибір значень , (t та ( залежить від схеми ГВ:
1) для систем, в яких не передбачається циркуляція води по водорозбірних стояках визначається за подавальними і розподільними трубопроводами, (t = 10оС, ( = 1;
2) для систем, в яких передбачається циркуляція води по водорозбірних стояках зі змінним опором циркуляційних стояківвизначається за подавальними розподільними трубопроводами і водорозбірними стояками, (t = 10оС, ( = 1, а при однаковому опорі секційних вузлів або стояків визначається по водорозбірним стоякам, (t = 8,5оС, ( = 1,3;
3) для водорозбірного стояка або секційного вузла визначається за подавальними трубопроводами, включаючи кільцюючу перемичку, (t = 8,5оС, ( = 1.
Для визначення тепловтрат трубопроводами систем ГВ можна користуватися результатами розрахунків, які виконані Московським науково-дослідним інститутом типового експериментального проектування [6].
Вихідні дані для розрахунків:
– ізоляція трубопроводів проведена мінераловатними матами товщиною 30 мм для труб діаметром до 125 мм включно і 40 мм – для труб діаметром більше 125 мм; захисне покриття – азбестовий тиньк товщиною 10 мм або обгортка склотканиною і рубероїдом;
– коефіцієнт тепловіддачі від поверхні ізоляції в зовнішнє середовище для прохідних каналів – 10,5 Вт/м2 ( оС; для непрохідних каналів – 8,1 Вт/м2 ( оС;
– коефіцієнт тепловіддачі неізольованого трубопроводу – 11,6 Вт/м2 ( оС;
Температура зовнішнього середовища при прокладанні трубопроводів в борознах, штрабах, вертикальних каналах, комунікаційних шахтах – +23 оС; в кухнях і туалетних кімнатах житлових приміщень і теплих горищах – +21 оС, на сходових клітках – +16 оС, в неопалювальних технічних підпіллях і підвалах – +15 оС, на холодних горищах – +5 оС. Результати розрахунку тепловтрат трубопроводами секційних вузлів систем ГВ наведені в таблиці 10.4[6] або в додатку 1 даних методичних вказівок.
Результати розрахунків зводимо до таблиці 2.
Таблиця 2
Розрахунок циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ
№ діл.
l, м
dy, мм
q, Вт/м
,
кВт
, кВт
qcir,
л/с
Після визначення значень циркуляційних витрат qcir на ділянках, перевіряємо значення коефіцієнта kcir на розрахункових ділянках. Якщо його значення є більше від 0, то необхідно скоректувати витрату води на початкових ділянках і, відповідно, втрати напору, а якщо потрібно також і значення діаметрів подавальних трубопроводів в таблиці 1.
3. Гідравлічний розрахунок подавальних і циркуляційних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі циркуляції
Втрати напору на ділянках трубопроводів під час розрахунку режиму циркуляції визначаються аналогічно режиму водорозбору. Результати розрахунків зводимо до таблиці 3.
Під час розрахунку подавального півкола діаметри на ділянках подавальних трубопроводів вже є відомі(дивитися таблицю1), відповідно за відомими значеннями діаметрів ділянок та циркуляційних витрат(дивитися таблицю2) визначаються всі решта необхідних табличних показників.
Під час розрахунку циркуляційного півкола діаметри трубопроводів ділянок циркуляційного півкола приймаються на 1–2 калібри менше відповідних ділянок подавального трубопроводу.
У кожному півколі вираховується сума втрат напору:
– втрати напору в подавальних трубопроводах системи в розрахунковому циркуляційному режимі, м вод.ст.;
– втрати напору в циркуляційних трубопроводах в розрахунковому циркуляційному режимі, м вод.ст.
Сумарні втрати напору в подавальних і циркуляційних трубопроводах до найбільш віддалених стояків кожної гілки системи не повинні відрізнятися для різних гілок більше ніж на 10% [2].
Діаметри трубопроводів циркуляційних стояків необхідно визначати таким чином, що при циркуляційних витратах в стояках або секційних вузлах втрати тиску між точками приєднання їх до розприділювального подавального і збірного циркуляційного трубопроводу не відрізнялися більше ніж на 10% [2].
Таблиця 3
Гідравлічний розрахунок циркуляційних трубопроводів.
№ діл.
dy,
мм
l,
м
qcir,
л/с
R,
Па/м
v,
м/с
kl,
(P,
Па
,
м вод.ст.
Подавальне півколо
Циркуляційне півколо
Ув’язка втрат напору в окремих гілках системи виконується шляхом підбору діаметрів циркуляційних трубопроводів. Якщо така ув’язка неможлива, необхідно на циркуляційних трубопроводах встановлювати регулятори тиску або діафрагми.
Діаметр діафрагми, мм, визначається за формулою:
, (20)
де q – витрата води через діафрагму, л/с; Hep – напір, який необхідно погасити діафрагмою, м; d – внутрішній діаметр трубопроводу, мм.
Діаметр діафрагми не повинен бути менше 10 мм, якщо за розрахунком виходить менше 10 мм, то замість діафрагми встановлюється кран для регулювання тиску.
В системах, які приєднуються до закритих систем теплопостачання, сумарні втрати напору в секційних вузлах в циркуляційному режимі повинні знаходитися в межах від 3 до 6 м вод.ст. В системах з безпосереднім водорозбором з теплової мережі(відкриті системи) втрати напору в секційних вузлах в режимі циркуляції не повинні перевищувати 2 м вод.ст.
ВИЗНАЧЕННЯ ЄМНОСТІ БАКА-АКУМУЛЯТОРА В СИСТЕМІ ГВ
Необхідний об’єм баку-акумулятора (БА) визначається з інтегрального графіка витрат і споживання теплоти, який будується на основі добового погодинного графіка витрати теплоти на ГВ в житловому будинку.
1. Побудова добового графіка витрати теплоти на ГВ
Добовий графік витрати теплоти – це графік залежності витрати теплоти (гарячої води) від години доби, причому лінія споживання теплоти – це ламана лінія з максимумом для житлових споживачів у вечірній час(приблизно біля 18-20 години). В практиці проектування застосовують типові добові графіки, в яких по вісі ординат відкладають значення величин витрат теплоти у відсотках відносно середньогодинної витрати теплоти за добу максимального водоспоживання[6,8].Такі графіки приводяться для будинків з різною кількістю споживачів. Важливим є те, що чим менше споживачів в будинку, тим більше є нерівномірність споживання гарячої води (теплоти), яка характеризується відношенням Qhmax/Qhm.
В даній роботі побудову графіка можна спростити. На графіку (рис.4) необхідно відмітити значення середнього теплового потоку за добу на потреби гарячого водопостачання (за формулою 4) та максимального теплового потоку (за формулою 7). В часі добу розбиваємо на відрізки з однаковим споживанням гарячої води(теплоти). Вважаємо, що споживання гарячої води в нічні часи (0-6 година) практично відсутнє. При розробці добового графіка повинна виконуватись умова: кількість теплоти, що поступила в систему гарячого водопостачання повинна дорівнювати кількості теплоти, яка була спожита за добу.
Рис.4. Добовий графік витрати теплоти на ГВ.
Qhm – величина середнього теплового потоку за добу, кВт, Qhmax– величина максимального теплового потоку, кВт.
2. Побудова інтегрального графіка
Таблиця 4
Розрахунок споживання гарячої води за добу
Період доби
Кількість годин n,
год
,
кВт·год
,
кВт·год
Ламана лінія на графіку (рис.5) є лінією споживання гарячої води. Ордината будь-якої точки на лінії споживання вказує, скільки спожито теплоти на даний час, починаючи від початку доби.
Лінія подачі – це пряма лінія, яка з’єднує початок системи координат з точкою споживання води за добу. Будь-яка точка на лінії подачі вказує, скільки подано теплоти в систему ГВ, рахуючи від початку доби.
Різниця ординат цих ліній буде вказувати, яка кількість теплоти акумулювалася в баку-акумуляторі на даний момент часу. Найбільша різниця ординат A, кВт·год, від лінії подачі до лінії споживання вказує необхідний запас теплоти в баку-акумуляторі.
Рис.5. Інтегральний графік витрати теплоти на ГВ
Об’єм баку-акумулятора, м3, визначається за формулою:
, (21)
де с – теплоємність води, кДж/(кг ( оС), ( – густина води при середній її температурі в баку, кг/м3, thm= 55°C(для відкритої системи thm= 65°C), tc= 5°C.
ПІДБІР ОБЛАДНАННЯ ТЕПЛОВОГО ПУНКТУ.
І. Насосне обладнання
Підвищувальні насоси
Підвищувальні насоси підбираються за величинами розрахункових витрат гарячої води qh,cir та сумарних втрат напору в системі.
Потрібний напір для режиму водорозбору визначається як сума втрат напору, м вод.ст.:
, (22)
де – геометрична висота подачі води, м, від вісі насосу до найбільш високо розташованого санітарно-технічного приладу; – сума втрат напору на розрахункових ділянках подавального трубопроводу системи гарячого водопостачання, м вод.ст.(див.табл.1); – втрати напору в лічильниках витрати води (водомірах), м вод.ст.; – вільний напір санітарно-технічного приладу за даними дод.2[2], м вод.ст.; –втрати напору в трубках водопідігрівника, м вод.ст.
Розрахунковий напір підвищувальних насосів визначається за формулою:
, (23)
де – найменший гарантований напір в зовнішній водопровідній мережі (для закритих систем теплопостачання), м вод.ст., для відкритих систем теплопостачання Нg – напір у зворотній магістралі теплової мережі на вводі в будинок в місці приєднання до неї системи ГВ, м вод.ст.
Згідно значень Нр та qh,cir за [13,15] виконується підбір насосу з наступними характеристиками: кількість обертів робочого колеса насосу n, об/хв., коефіцієнт корисної дії ((, маса насосного агрегату m, кг, габаритні розміри, мм, тип електродвигуна, величина встановленої електричної потужності, кВт.
Циркуляційні насоси
Напір циркуляційних насосів, м вод.ст., визначається за формулою:
, (24)
де – втрати напору в циркуляційних трубопроводах в циркуляційному режимі, м вод.ст.; ( – доля залишкового водорозбору. Для будинків довжиною до 60 м ( = 0,15, для будинків довжиною до 1...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора