Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Гаряче водопостачання житлового будинку
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра ТГВ
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Теплогазопостачання
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка“
Інститут будівництва та інженерії довкілля
Кафедра теплогазопостачання та вентиляції
Курсова робота
з курсу
“ Теплопостачання “
на тему :
“Гаряче водопостачання житлового будинку “
Львів – 2010
Зміст
1. Кліматологічні дані місця будівництва.
2. Визначення теплового навантаження на опалення та
на гаряче водопостачання.
3. Розроблення схеми гарячого водопостачання будинку
4. Гідравлічний розрахунок СГВ.
5. Розрахунок трубопроводів СГВ в режимі циркуляції
6. Побудова добового графіка витрати теплоти на ГВ
7. Конструктивний розрахунок підігрівників
8. Підбір водомірів
9. Підбір насосного обладнання
10. Визначення розрахункових витрат мережної води
ЛІТЕРАТУРА
1.Кліматологічні дані місця будівництва.
Виписуємо з літератури (1) наступні кліматологічні дані місця будівництва:
м. Суми:
температура холодної п'ятиденки tх.5=-24°C,
середня температура за опалювальний період tо.п.=-2,5 °C,
тривалість опалювального періоду Zо.п.=195 діб.
КГД=4387градусо-діб.
За кількістю градусо-діб визначаємо температурну зону, тобто м. Суми знаходиться у І температурній зоні.
2.Визначення теплового навантаження на опалення та
на гаряче водопостачання.
Далі приймаємо, з літератури (1) ,нормативні опори таких захищень:
- зовнішньої стіни Rз.с. =2,8 (м² *°C)/Вт,
-вікна Rвк. =0,6 (м² *°C)/Вт,
-горищного перекриття Rг.п=3,3 (м² *°C)/Вт,
-підвального перекриття Rп.п=3,5 (м² *°C)/Вт.
Визначаємо коефіцієнти теплопередачі відповідних захищень за формулою :
К=1/R, тоді
Кз.с.=1/ Rз.с.=0,38 Вт/( м² *°C),
Квк.=1/ Rвк.=1,7 Вт/( м²*°C),
Кг.п.=1/ Rг.п=0,3 Вт/( м² *°C),
Кп.п.=1/ Rп.п=0,29 Вт/( м² *°C),
2.1 Визначаємо навантаження на опалення за формулою:
=а***(-);
де а-коефіцієнт, який враховує кліматичні умови, визначається за формулою
а=0,54+22/(-)=0,54+22/(20+22)=1,06
-обєм будинку за зовнішнім обміром , м³,визначаємо за формулою
=S*H, у якій S-площа будинку в плані за зовнішнім обміром, м², S=308,93 м²,
H-висота будинку,м, по опалювальній частині будинку, Н=36,7 м,
=308,93*36,7=11337 м3
- розрахункова температура внутрішнього повітря в приміщеннях будинку ,приймаємо для житлового будинку 20 °C, (1)
- зовнішня розрахункова температура для проектування системи опалення =-22°C, (1)
- питома опалювальна характеристика будинку ,Вт/( м³*°C),розраховуємо за формулою проф. Єрмолаєва :
=1,08*[[Р/ S*( Кз.с+d*( Квк-Кз.с)]+(1/H)*(0,9* Кг.п+0,6* Кп.п),
де Р- периметр будинку за зовнішнім обміром, м,
Р=97,5 м,
Кз.с, Квк-коефіцієнти теплопередачі зовнішніх стін і вікон, Вт/( м²*°C),
Кг.п, Кп.п- коефіцієнти теплопередачі горища і підвального перекриття,
Вт/( м² *°C),
Тоді:
=1,08*[[(97,5/308,93)*(0,38+0,12*(1,7-0,38))]+(1/36,7)*(0,9*0,3+0,6*0,29)]=0,196 Вт/( м³°C),
Звідси тепловий потік на опалення буде дорівнювати:
=1,06*11337*0,196*(20-(-22)) =103636 Вт = 103,636 кВт.
2.2Визначаємо навантаження на СГВ :
З плану типового поверху визначаємо сумарну загальну площу поверху, додавши загальні площі окремих квартир:
Fзаг.==308,93 м² ,
Вираховуємо загальну житлову площу будинку:
∑ Fзаг=n* Fзаг=11*308,93 =3398 м² ,
де n-кількість поверхів будинку.
Знаходимо кількість споживачів у будинку за формулою:
U= ∑ Fзаг/f з = 3398/19,5=175людей,
де f з-норма загальної площі, м² /людину, приймаємо з завдання.
За формулою рахуємо ймовірність дії водорозбірних приладів системи гарячого водопостачання:
Р=(*U)/(*N*3600)=(8,5*175)/(0.2*132*3600)=0,018
де -норма витрати гарячої води в годину найбільшого водоспоживання, приймаємо згідно (3) =8,5 л/год при поверховості будинку до 12 поверхів,
-секундна витрата води сантехнічним приладом ,приймаємо 0,2 л/год , (3)
N- кількість водорозбірних приладів в будинку приймаємо згідно плану типового поверху 3 в квартирі(тобто наявність змішувача в кухні, ванні і умивальнику), N=12*11=132 шт.
Рахуємо ймовірність використання водорзбірних приладів в будинку:
=(3600*Р*)/=(3600*0,018*0,2)/200=0,066
де -годинна витрата води сантехнічним приладом, приймаємо з (3), =200 л/год.
Знаходимо добуток N*:
N*=132*0,066=8,712
Далі знаходимо значення коефіцієнта ά =3,74 при відповідному добутку і визначаємо максимально годинну витрату гарячої води:
=0,005* ά*=0,005*3,74*200=3,74 м³/год.
Визначаємо середньогодинну витрату гарячої води за середню добу в опалювальний період за формулою:
=(*U)/(10³* Т)=(89,25*175)/(10³*24)=0,65 м³/добу,
де -норма споживання гарячої води за середню добу в опалювальний
період,
Т-тривалість доби,год.
Далі рахуємо теплові потоки на гаряче водопостачання для будинку:
-середній визначаємо за формулою:=1,163**ρ*(65-t)*(1+к),
де ρ-густина води при 65°C, ρ=980,59 кг/м³,(4)
t- температура холодної води , приймаємо t=5 °C,
к- коефіцієнт ,який враховує тепловтрати, для будинкових систем зі сушарками рушників приймаємо 0,2,
=1,163*0,65*980,59*60*(1+0,2)=53371 Вт.
-максимальний тепловий потік визначаємо за формулою:
=1,63*(+*к)*ρ*(65-t)=1,163*(3,74+0,65*0,2)*980,59*60=264806 Вт.
Визначаємо відношення /=264806/53371=4,96
3.Розроблення схеми гарячого водопостачання будинку.
Кількість поверхів дорівнює одинадцяти, проектуємо систему гарячого водопостачання з нижньою розводкою. Передбачаємо розміщення стояків у туалетах та на кухні з подальшою підводкою гарячої води до водорозбірних приладів. У ванні проектуємо окремий змішувач для ванни та умивальника , а також розміщення сушарки рушників безпосередньо над ванною .Оскільки отримали вісім стояків, то передбачаємо два циркуляційних стояки. У підвалі прокладаємо розвідні трубопроводи на відстані 0,5м від підвального перекриття,на горищі проектуємо кільцюючу перемичку на висоті 0,5м над прекриттям.
Розвідні трубопроводи та кільцюючу перемичку проектуємо з ухилом 0,002.Всі трубопроводи, в тому числі і стояки, ізолюємо. На кожному стояку внизу передбачаємо запірну арматуру. На кільцюючій перемичці передбачаємо встановлення у верхніх точках горизонтальних проточних повітрозбірників.У підвалі розташовується лічильник на холодному водопроводі, також два теплові лічильники у вузлі вводу і при вході в кожну квартиру розміщуємо окремий облік спожитої гарячої води так як показано на рис1.
4.Гідравлічний розрахунок СГВ.
Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів
Мета гідравлічного розрахунку подавальних трубопроводів системи ГВ полягає у визначенні таких діаметрів трубопроводів, які б забезпечували подачу розрахункової витрати води до найвіддаленішої та найвищої точки водозабору.
Для виконання гідравлічного розрахунку розробляється аксонометрична схема СГВ нижньою розводкою, із зображеннях 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 qh,cir з врахуванням циркуляційної витрати, л/с, яка визначається за формулою:
qh,cir=(1+kcir), л/с;
де: - максимальна секундна витрата гарячої води, л/с, на розрахунковій ділянці системи;
kcir – коефіцієнт, який враховує наявність циркуляційної витрати на головних ділянках мережі ГВ, приймаємо для ділянок рівним 0.
Максимальна секундна витрата гарячої води, л/с, на розрахунковій ділянці системи визначається за формулою:
=5**ά,
де - секундна витрата гарячої води водорозбірним приладом. приймаємо - 0,2 л/с. (3)
ά – приймаємо в залежності від добутку NР, де Р- ймовірність дії приладів, N - кількість приладів, шт. (6)
По витраті гарячої води приймаємо умовний діаметр, швидкість та втрати тиску по довжині.
Ці дані заносимо в таблицю. Визначаємо зі схеми довжини ділянок і також заносимо у таблицю.
Втрати тиску на окремих ділянках трубопроводів визначаємо за формулою :
∆Р=R*l*(1+ Кl), Па
де: R – питомі втрати тиску на тертя при розрахунковій витраті на ділянці, Па/м;
l – довжина ділянки трубопроводу, м;
Кl - коефіцієнт місцевих опорів = 0,3
Втрати напору на розрахунковій ділянці обчислюємо за формулою :
∆Н= ∆Р/(ρ*g), м.в.ст.,
де: g- прискорення вільного падіння, g=9,81 м/с²;
ρ – густина води.
Сумарні втрати напору використовуємо для підбору насосу.
5.Розрахунок трубопроводів СГВ в режимі циркуляції
Тепловтрати подаючих трубопроводів і циркуляційні витрати на ділянках.
Тепловтрати у падаючій частині вузла знаходимо сумуючи тепловтрати у стояках та розвідних магістралях. Циркуляційну , витрату на останній ділянці знаходимо за формулою :
=(β*∑)/(4,187*∆ t*10³),
у якій β-коефіцієнт розрегулювання циркуляції, приймається залежно від виду СГВ , β=1-для систем , де передбачена циркуляція води по водорозбірних стояках.
∑- тепловтрати у падаючій частині вузла .
∆ t-допусима величина остигання води, на її шляху від розвідного трубопровода до найдальшої водорозбірної точки стояка, приймаємо 10 °C,
4,187- теплоємність води кДж/(кг*°C).
Далі визначаємо циркуляційну витрату на ділянках за формулою:
=(*∑)/(-), л/с,
Останнє значення в таблиці буде циркуляційною витратою на стояку.
2. Гідравлічний розрахунок подаючих і циркуляційних трубопроводів СГВ.
Приймаємо витрату на ділянках системи рівною циркуляційній витраті з табл..2.
При даній витраті підбираємо втрати тиску по довжині і швидкість, залишаючи діаметри, отримані при гідравлічному розрахунку СГВ (табл. 1) Підраховуємо загальні втрати тиску в системі в режимі циркуляції.
Приймаємо діаметри і розраховуємо втрати тиску у циркуляційній лінії. Діаметри підбираємо , виходячи з умови, що сумарні втрати тиску на ділянках циркуляційної частини мають перевищувати втрати тиску у системі більш ніж у 4 рази.
Даний розрахунок зводимо в таблицю
Нев‘язка:
((∑ΔР2 -∑ΔР1 )/ ∑ΔР2) *100=((21003-7802)/( 21003)*100=62%
З цього ми бачимо, що на ділянці 2``-13б`` потрібно розрахувати діаметр діафрагми, мм:
d=14,11 мм > 10 мм
6.Побудова добового графіка витрати теплоти на ГВ
Добовий графік витрати теплота – 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 близько 18-20 години). У практиці проектування застосовують типові добові графіки, в яких по осі ординат відкладають значення величин витрат теплоти у відсотках відносно середньогодинної витрати теплоти за добу максимального водоспоживання. Такі графіки наводяться для будинків з різною кількістю споживачів. Важливим є те, що чим менше споживачів в будинку, тим більшою є нерівномірність споживання гарячої води (теплоти), яка характеризується відношенням Qh max/Qhm.
У цій роботі побудову графіка можна спростити. На графіку необхідно позначити значення середнього теплового потоку за добу на потреби гарячого водопостачання та максимального теплового потоку. 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. Під час роз роблення добового графіка повинна виконуватись умова: кількість теплоти, що надійшла до системи гарячого водопостачання, повинна дорівнювати кількості теплоти, яка була спожита за добу.
Розрахунок споживання гарячої води за добу
Таблиця 4
Період доби
Кількість годин n, год
Qh∙n, кВт∙год
∑Qh∙n, кВт∙год
0–6
6
0
0
6–8
2
136
136
8–18
10
480
616
18–20
2
528
1144
20–24
4
166
1310
Ламана лінія на графіку є лінією споживання гарячої води. Ордината будь-якої точки на лінії споживання вказує, скільки спожито теплоти на певний момент, 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 вказуватиме, яка кількість теплоти акумулювалася в баку-акумуляторі на певний момент часу. Найбільша різниця ординат А, кВт∙год – від лінії подачі до лінії споживання - означає необхідний запас теплоти в баку-акумуляторі.
7.Конструктивний розрахунок підігрівників
Метою конструктивного розрахунку підігрівників є визначення поверхні теплообміну при заданій тепловій продуктивності підігрівника. Розрахунок ведеться за величиною на СО. Перед початком конструктивного розрахунку необхідно визначити масові витрати і параметри гріючого середовища та середовища, яке нагрівається, на вході та на виході з підігрівників ГВ.
В ІТП проектуємо встановлення секційного швидкісного водоводяного теплообмінника для незалежного приєднання системи опалення. Основним елементом підігрівника є корпус зі стальної безшовної труби. У даному випадку гріюча вода надходить у трубний простір, а вода, що нагрівається - в міжтрубний. щоб прийняти схему підігріву води у будинку порахуємо відношення :
==2,5
Оскільки >1, то проектуємо одноступеневу паралельна схему підігріву гарячої води.
Паралельна схема приєднання підігрівників ГВ
Температура води, що нагрівається, на вході у підігрівник t02=70 оС.
Температура води, що нагрівається, на виході з підігрівника t01=90 оС.
Температура гріючої води на вході у підігрівник τ1 =105 оС.
Температура гріючої води на виході з нагрівника τ2=78 оС.
Витрата води, кг/год, яка нагрівається в міжтрубному просторі:
де св=4,187 кДж/(кг*оС) – питома теплоємність води.
Qо max=103636 Вт – максимальний тепловий потік на CО.
Витрата гріючої води, кг/год, що рухається в трубах:
Методика конструктивного розрахунку
Попередньо приймаємо номер секційного водоводяного теплообмінника та визначаємо його технічні характеристики: розрахункову площу поверхні нагріву однієї секції f, м2, площу поперечного перетину трубок fтр, м2, площу міжтрубного простору fм.пр,м2, довжину одного ходу водонагрівника l, м, внутрішній діаметр корпусу водонагрівника, Dв, мм, діаметр трубки, dз, мм, кількість трубок z, шт.
Середня температура гріючої води, С:
оС => ρτ=965,34 кг/м3
Середня температура води, що нагрівається, оС:
оС => ρt=971,83 кг/м3
Приймаю теплообмінник №04; Dз=76 мм; L=4000мм; кількість трубок z=7шт; f=1,31 м2; площа січення fтр=0,00108 м2 ; dекв=0,0164 мм;
fм.пр=0,00233 м2 ; (4)
Швидкість води, що нагрівається, м/с, у міжтрубному просторі:
м2
м/с
Швидкість гріючої води, м/с, у трубному просторі:
м2
м/с
Коефіцієнт тепловіддачі від гріючої води до стінок труби, Вт/(м2К):
де dекв – еквівалентний діаметр міжтрубного простору, м
Вт/(м2К);
7.Коефіцієнт тепловіддачі від стінок до води, Вт/(м2К), яка нагрівається:
Вт/(м2К)
8.Коефіцієнт теплопередачі теплообмінника, Вт/(м2К)
де β – коефіцієнт, який враховує неоднорідність трубного пучка, приймається β=0,95;
δст =0,001 м – товщина стінки трубки;
λст =104,4 Вт/(м2К) – коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки труби;
Вт/(м2К)
9.Середньологарифмічна різниця температур між гріючим середовищем і середовищем, яке нагріваєтся:
де ∆tб, ∆tм – відповідно більша та менша різниці температур між гріючим середовищем і середовищем, яке нагрівається, на вході та виході з підігрівника;
оС
Потрібна поверхня нагріву теплообмінника, м2:
м2
Визначаємо кількість секцій теплообмінника:
шт
12.Визначаємо гідравлічний опір підігрівника, м вод. ст:
де А – коефіцієнт, який визначаємо:
- під час руху води в трубах
А=0,262*l+0,239 ( для двох секцій )
де l = 4 м – довжина секції підігрівника,
А=0,262*4+0,239=1,287
1,287*2=2,574 для 4-ох штук
м вод.ст
- під час руху води в міжтрубному просторі
А=0,262*l+0,408 ( для двох секцій )
де l = 4 м – довжина секції підігрівника,
А=0,262*4+0,408=1,456
1,456*2=2,912 для 4-ох штук
м вод.ст
8.Підбір водомірів
У випадку відкритої системи теплопостачання лічильники витрати води необхідно встановлювати після вузла змішування на подавальному трубопроводі, на циркуляційному трубопроводі і при вводі гарячої води в кожну з окремих квартир.
Вхід в квартиру:
крильчатий з dу=15 мм
qе=1,2 м3/год
S=1,11 м3/год (2)
Втрати напору у водомірі під час пропуску секундної витрати води, м вод.ст., визначаються за формулою:
h1=12,96*S*q2;
де q=0,210 л/с – розрахункова секундна витрата води на ділянці,
h1=12,96*1,11*0,2102=0,63 м вод.ст.
h1= 0,63 м вод.ст.< 2,5 м вод.ст.
умова виконується, отже цей лічильник нам підходить.
Лічильник на подавальному трубопроводі:
крильчатий з dу=32 мм
qе=4 м3/год
S=0,1м3/год (2)
Втрати напору у водомірі під час пропуску секундної витрати води, м вод.ст., визначаються за формулою:
h2=12,96*S*q2;
де q=0,6л/с – розрахункова секундна витрата води на ділянці,
h2=12,96*0,1*0,6 2=0,47 м вод.ст.
h2= 0,47 м вод.ст.< 2,5 м вод.ст.
умова виконується, значить цей лічильник нам підходить.
Лічильник на циркуляційному трубопроводі:
крильчатий з dу=25 мм
qе=2,8 м3/год
S=0,204/год (2)
Втрати напору у водомірі під час пропуску секундної витрати води, м вод. ст., визначаються за формулою:
h2=12,96*S*q2;
де q=0,294л/с – розрахункова секундна витрата води на ділянці,
h2=12,96*0,204*0,2942=0,229 м вод.ст.
h2= 0,229 м вод.ст.< 2,5 м вод.ст.
умова виконується, значить цей лічильник нам підходить.
9. Підбір насосного 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.,:
Hпорт=Hgeom+∑Htot,l+Hf+h+Hп,
де Hgeom=34,10 м – геометрична висота подачі води від осі насосу до найвище розташованого санітарно-технічного приладу;
∑Htot,l=19,9 м вод.ст. – сума втрат напору на розрахункових ділянках подаваль-ного трубопроводу системи гарячого водопостачання (див. табл. 1);
h =1,229 м вод.ст. – втрати напору в лічильниках витрати води;
Hf=2 м вод.ст. – вільний напір санітарно-технічного приладу, в нашому випадку умивальника;
Hпорт=34,10+19,9+2+1,229=57,229 м вод.ст.,
Розрахунковий напір підвищувальних насосів визначаємо за формулою:
Hр= Hпорт-Hg;
де Hg= Рg/(ρ*g) – найменший гарантований напір у зовнішній водопровідній мережі, м вод.ст.;
Pg=0,4 МПа – гарантований тиск в мережі холодного водопрово-ду;
Hg=0,4*106/980,59*9,81=40,8 м вод.ст.
Hр= 57,229 - 40,8 =16,4м вод.ст.,
Gп.н=5,69 м3/год;
По цих характеристиках приймаю насос (див. дод. 1)
Циркуляційні насоси.
Напір циркуляційних насосів, м вод.ст., визначаємо за формулою:
, м вод.ст.;
∑∆Hпод.трcir=0,48 м вод.ст. – втрати напору в подавальних трубопроводах в циркуляційно-му режимі;
∑∆Hцир.трcir=1,719 м вод.ст. – втрати напору в циркуляційних трубопроводах в цирку-ляційному режимі;
м вод.ст.
м вод.ст.
Gп.н=0,292*3,6= 1,05 м3/год;
По цих характеристиках приймаю насос (див. дод. 2)
10. Визначення розрахункових витрат мережної води
Розрахункові витрати мережної води визначаються за формулою:
Gd = Go max + G h max ,т/год
1.Витрата мережевої води на СО:
= 103636*3,6/(4187(105-70)) = 2,5 т/год
2.Максимальна витрата мережевої води на ГВ у відкритій системі:
= 53371*3,6/(4187*55) = 0,83 т/год
3.Розрахункова витрата мережевої води:
Gd = 2,5+0,83= 3,33 т/год
ЛІТЕРАТУРА:
1. ДБН В.2.6-31:2006 ТЕПЛОВА ІЗОЛЯЦІЯ БУДІВЕЛЬ
2. Внуренние санитиарно-технические устройства.В 3 ч.Ч 2.Водопровод и канализация/Ю.Н.Саргин,Л.И.Друскин,И.Б.Покровская и др.;Под ред.И. Г. Староверова и Ю.И. Шиллера.-М.: Стройиздат,1990.-247 с.
3. Методичні вказівки до курсової роботи з курсу „Теплопостачання”
4.Справочник по теплоснабжению и вентиляции.Книга 1-я, переработанное. Р.В.Щекин, С.М.Кореневский, Г.Е.Бем и др,Киев, «Будівельник”, 1976, стр. 416
5. Теплоснабжение: Учебник для вузов /А.А. Ионин , Б.М. Хлыбов и др.; Под ред. А.А.Ионина.- М.: Стройизат ,1982. -336 с.
6.Строительные нормы и правила СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий"
7. Каталог фірми Wilo
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора