Проектирование теплового пункта системы отопления

Присоединение системы отопления к центральным тепловым сетям осуществляется в тепловом пункте, где устанавливаются: запорно–регулирующая арматура; приборы учета, регулирования и контроля параметров теплоносителя, фильтры, насосно-смесительное (насосы или элеваторы) и теплообменное оборудование.

Выбор схемы теплового пункта определяется необходимостью снижения температуры теплоносителя в системе отопления, при этом учитывают разность давлений на вводе тепловых сетей, потери давления и величину допускаемого рабочего давления в системе отопления, а также назначение здания и другие технико-экономические показатели. В данном курсовом проекте предусмотрена зависимая схема теплового пункта с установкой смесительного насоса. Данной схемой обеспечивается подача теплоносителя в систему отопления с предельным допустимым значением Т₁₁ , полученная путем смешения первичного теплоносителя поступающего из тепловых сетей Т₁ и охлажденного, поступающего из обратного трубопровода системы отопления Т₂ по перемычке в точку смешения.

Выбор насоса производится по величине напора Н и подаче насоса G по технической характеристике выбранного типа насосов по каталогу фирмы-изготовителя насосного оборудования GRUNDFOSS.

Η=ΔΡ_со + 20 кПа

где: ΔΡ_со- потери давления в системе отопления (по главному циркуляционному кольцу – максимальное значение из таблицы 3 приложения).

Подачу насоса G, кг/час определяют по формуле:

 

G=1,1G_doU

где G_do – расчетный максимальный расход воды на отопление из тепловой сети кг/час, определяют по формуле:

, кг/час

где: Q_omax – максимальный тепловой поток на отопление (суммарные теплопотери здания из 2 графы таблицы 3 – участок 1-2), Вт;

с – удельная теплоемкость воды, кДж/кг^оС (с = 4,190 кДж/кгК)

U - коэффициент смешения, определяемый по формуле:

где: Т₁ – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t_o, ^оС следует 130 ⁰С;

Т₁₁ – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления,⁰С;

Т₂ – температура воды в обратном трубопроводе системы отопления, ⁰С.

Расчет:

Η = 30458.4+20000 = 50458.4(Па) = 5.05 (м.в.ст.)

U = = 1,4

G_do = = 951.11 (кг/ч) = 0.95 ( м³/ч)

G = 1,1·0.95·1,4 = 1.50( м³/ч)

По полученным значениям напора Н и подаче G подбираем марку насоса, используя диаграммы характеристик насосов, приведенных в каталоге фирмы-изготовителя насосного оборудования GRUNDFOSS. Выбираем насос марки UPS 25-80.

Число параллельно устанавливаемых насосов принимаем в количестве двух штук, один из которых является резервным.

 

8. Конструирование и расчет системы вентиляции.

Вентиляция помещений естественная, общеобменная. Приток воздуха осуществляется через поры и неплотности ограждающих конструкций или форточки окон, вытяжка – через вертикальные вентиляционные каналы кухонь и санузлов. Каналы размером 140х250 мм (эквивалентные диаметры соответственно 180 мм), проложены в толще внутренних капитальных стен.

1). Расчет системы вентиляции

Количество воздуха V_к, м³/с, которое необходимо удалять через вентиляционные каналы определяют по формуле:

V_к=3ΣF_n-50

где 3 – воздухообмен в квартире жилого дома определяют из расчета 3 м³/ч воздуха на 1 м² площади пола жилой комнаты;

ΣF_n – суммарная площадь жилых комнат квартиры, м² :

ΣF_n = 49.92 м².

V_к=99.8м³/ч

90 – минимальный расход воздуха, м³/ч, удаляемый из кухни с 4-х комфорочной газовой плитой.

Гравитационное давление Р_гр, Па определяют по формуле:

Р_гр=hg(ρ_н-ρ_в)

где h – вертикальное расстояние от центра оконного проема соответствующего этажа до устья вытяжной шахты, м;

ρ_н, ρ_в – плотность наружного, внутреннего воздуха, кг/м³,

g – ускорение свободного падения тел g=9,81 м/с².

Плотность воздуха ρ_t, кг/м³ при любой температуре определяется из выражения:

ρ_t=353/(273+t)

Расчет воздуховодов осуществляется по номограмме [7,стр. 259], составленной для круглых стальных воздуховодов.

Определим скорость воздуха в канале:

υ =V_к/(f_к 3600)

где f_к – площадь вентиляционного канала, м².

υ =99.8/(0.035· 3600) = 0.8 (м/с)

По номаграмме по эквивалентному диаметру и скорости воздуха определяем потерю давления на трение R, Па/м и динамическое давление Р_д, Па.

Определим потери давления на преодоление сил трения ΔP_тр, Па, на каждом канале:

где R – удельная потеря давления на терение, Па/м

l – длина участка, м.

m – поправка, учитывающая форму канала, из номограммы[8,стр. 65],

n – поправка, учитывающая шероховатость, определяемая в зависимости от абсолютной шероховатости.

Значения n принимаются из таблицы [8,стр. 84] по коэффициенту К, равному 0.45 – для канала из кирпичной кладки с отштукатуренной паоверхностью[8,стр. 101].

Определим потери давления в местных сопротивлениях на каждом канале:

Z=Р_дΣξ_р

где Р_д – динамическое давление;

Σξ_р – сумма коэффициентов местных сопротивлений: железная решетка - ξ = 1.7 Па, отвод под углом 90°

- ξ = 1.2 Па, зонт- ξ = 1.3 Па.

Определим полные потери давления в вентиляционном канале:

ΔР= ΔР_тр+Z

Определим невязку, сравнивая аэродинамическое сопротивление канала с располагаемым гравитационным давлением:

Для участка №1:

(Па)

ΔP = 0.07·9.46·1.19·1.38+0.38·4.2 = 2.69 (Па)

 

Для участка №2:

ΔP = 0.07·6.46·1.19·1.38+0.38·4.2 = 2.34 (Па)

Для участка №3:

ΔP = 0.07·3.46·1.19·1.38+0.38·4.2 = 2,00 (Па)

.

Результаты заносим в таблицу 4 приложения.

 

9. Список используемой литературы

1. СНиП 41-01-2003.Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004.

2. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.

3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.

4. СНиП II-03-79^*. Строительная теплотехника / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1998.

5. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно – технические устройства. Часть I. "Отопление". Под ред. Староверова И.Г. – М.: Стройиздат, 1990.

6. Циркуляционные насосы для отопительных систем: "Grundfos".

7. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, тепло- и газоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 480 с.: ил.

8. Щекин Р.В., Кореневский Г.Е., Скороходько Ф.И. Справочнк по теплоснабжению и вентиляции. Книга вторая: "Вентиляция и кондиционирование воздуха". - 4-е изд., перераб. и доп. – Киев.: Будiвельник, 1976. – 352 с.

 

Приложения

Таблица 2

№ стояка , № помещения	Теплопотери помещения QП, Вт	Теплоотдача отдельных труб Q тр, Вт	Теплоотдача прибора Q пр, Вт	Коэффициент β1	Коэффициент β2	Температура воздуха в помещении tВ, °С	Температура воды на входе в прибор tВх, °С	Температура воды на выходе из прибора tВых, °С	Температурный напор, t, °С	Расход воды через прибор Gпр, кг/ч	Коэффициент n	Коэффициент p	Коэффициент c	Коэффициент φ	Коэффициент b	Коэффициент φк	Требуемый номинальный тепловой поток Qнп, Вт	Коэффициент β3	Коэффициент β4	Условный номинальный тепловой поток Qну, Вт	Число приборов	Марка приборов
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
ст. 1																						РСГ
104	1282,50	1131,14	716,93	1,03	1,04	21	95	70	61,5	26	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	919,14	1,02	-	1056	1	2-1-6
102	1360,67	810,22	955,56	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1209,57	1,02	-	1231	1	2-1-7
101	1974,11	1556,09	1196,06	1,03	1,04	23	95	70	58,5	44	0,3	0,025	1	1	0,991	0,94	1272,40	1,02	-	1406	1	2-1-8
103	1228,87	381,36	1038,19	1,03	1,04	21	95	70	61,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1314,16	1,02	-	1406	1	2-1-8
204	1172,83	1131,14	607,26	1,03	1,04	21	95	70	61,5	22	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	778,54	1,02	-	881	1	2-1-5
202	1230,58	810,22	825,47	1,03	1,04	21	95	70	61,5	30	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1044,90	1,02	-	1056	1	2-1-6
201	1822,41	1556,09	1044,37	1,03	1,04	23	95	70	58,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1411,31	1,02	-	1581	1	2-1-9
203	1102,97	381,36	912,29	1,03	1,04	21	95	70	61,5	34	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1154,80	1,02	-	1231	1	2-1-7
304	1356,49	1131,14	934,92	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1183,44	1,02	-	1231	1	2-1-7
302	1439,66	810,22	1034,55	1,03	1,04	21	95	70	61,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1309,56	1,02	-	1406	1	2-1-8
301	2097,55	1556,09	1319,51	1,03	1,04	23	95	70	58,5	49	0,3	0,025	1	1	0,991	0,75	1759,35	1,02	-	2012	1	2-1-7
303	1305,30	381,36	1114,62	1,03	1,04	21	95	70	61,5	41	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1410,91	1,02	-	1446	1	2-2-5
ст.2
109	1305,02	1131,14	739,45	1,03	1,04	21	95	70	61,5	27	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	948,01	1,02	-	1056	1	2-1-6
108	1342,25	597,02	1043,74	1,03	1,04	21	95	70	61,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1321,19	1,02	-	1406	1	2-1-8
107	2070,59	1685,99	1227,6	1,03	1,04	23	95	70	58,5	45	0,3	0,025	1	1	0,991	0,75	1636,80	1,02	-	1730	1	2-2-6
106	1120,76	180,46	1030,53	1,03	1,04	21	95	70	61,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1304,47	1,02	-	1406	1	2-1-8
209	1195,34	1131,14	629,77	1,03	1,04	21	95	70	61,5	45	0,3	0,025	1	1	0,991	0,80	787,21	1,02	-	881	1	2-1-5
208	1216,35	597,02	917,84	1,03	1,04	21	95	70	61,5	34	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1161,82	1,02	-	1231	1	2-1-7
207	1910,23	1685,99	1067,24	1,03	1,04	23	95	70	58,5	39	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1442,22	1,02	-	1581	1	2-1-9
206	1007,45	180,46	917,22	1,03	1,04	21	95	70	61,5	34	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1610,04	1,02	-	1730	1	2-2-6
309	1379,0	1131,14	957,43	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1211,94	1,02	-	1231	1	2-1-7
308	1418,68	597,02	1120,17	1,03	1,04	21	95	70	61,5	41	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1417,94	1,02	-	1581	1	2-1-9
307	2213,26	1685,99	1370,27	1,03	1,04	23	95	70	58,5	50	0,3	0,025	1	1	0,991	0,75	1827,03	1,02	-	2012	1	2-2-7
306	1189,49	180,46	1099,26	1,03	1,04	21	95	70	61,5	41	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1391,47	1,02	-	1406	1	2-1-8
ст.3
113	1305,02	1131,14	739,45	1,03	1,04	21	95	70	61,5	27	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	948,01	1,02	-	1056	1	2-1-6
114	1258,91	597,02	960,40	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1215,70	1,02	-	1231	1	2-1-7
115	1760,75	368,24	1576,63	1,03	1,04	21	95	70	61,5	58	0,3	0,025	1	1	0,991	0,80	1970,79	1,02	-	2012	1	2-2-7
213	1186,29	1131,14	620,72	1,03	1,04	21	95	70	61,5	23	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	795,79	1,02	-	881	1	2-1-5
214	1133,01	597,02	834,50	1,03	1,04	21	95	70	61,5	31	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1056,33	1,02	-	1056	1	2-1-6
215	1609,67	368,24	1425,55	1,03	1,04	21	95	70	61,5	52	0,3	0,025	1	1	0,991	0,80	1781,94	1,02	-	2012	1	2-2-7
313	1379,0	1131,14	957,43	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1211,94	1,02	-	1231	1	2-1-7
314	1334,35	597,02	1035,84	1,03	1,04	21	95	70	61,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1311,19	1,02	-	1406	1	2-1-8
315	1852,47	368,24	1668,35	1,03	1,04	21	95	70	61,5	61	0,3	0,025	1	1	0,991	0,80	2085,44	1,02	-	2294	1	2-1-8
ст.4
120	1282,5	1131,14	716,93	1,03	1,04	21	95	70	61,5	26	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	919,14	1,02	-	1056	1	2-1-6
119	1649,24	990,62	1153,93	1,03	1,04	21	95	70	61,5	43	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1460,67	1,02	-	1581	1	2-1-9
118	1193,66	968,09	709,62	1,03	1,04	23	95	70	58,5	26	0,3	0,025	1	1	0,991	0,73	972,08	1,02	-	1056	1	2-1-6
116	1353,53	652,89	1027,08	1,03	1,04	23	95	70	58,5	38	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1387,95	1,02	-	1406	1	2-1-8
220	1172,83	1131,14	607,26	1,03	1,04	21	95	70	61,5	22	0,3	0,025	1	1	0,991	0,78	778,54	1,02	-	881	1	2-1-5
219	1498,16	990,62	1002,85	1,03	1,04	21	95	70	61,5	37	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1269,43	1,02	-	1406	1	2-1-8
218	1114,31	968,09	630,27	1,03	1,04	23	95	70	58,5	23	0,3	0,025	1	1	0,991	0,73	863,38	1,02	-	881	1	2-1-5
216	1274,18	652,89	947,73	1,03	1,04	23	95	70	58,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1280,72	1,02	-	1406	1	2-1-8
320	1356,49	1131,14	934,92	1,03	1,04	21	95	70	61,5	35	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1183,44	1,02	-	1231	1	2-1-7
319	1338,93	990,62	843,62	1,03	1,04	21	95	70	61,5	31	0,3	0,025	1	1	0,991	0,79	1067,87	1,02	-	1231	1	2-1-7
318	1280,65	968,09	796,61	1,03	1,04	23	95	70	58,5	29	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1076,50	1,02	-	1231	1	2-1-7
316	1440,55	652,89	1114,1	1,03	1,04	23	95	70	58,5	41	0,3	0,025	1	1	0,991	0,74	1505,54	1,02	-	1581	1	2-1-7
ЛК
111	2839,85	992,58	2343,56	1,03	1,04	18	95	70	64,5	86	0,3	0,025	1	1	0,991	0,86	2725,07	1,02	-	1406	2	2-1-8

 

Таблица № 3: "Гидравлический расчет системы отопления"

№ участка	Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт	Расход воды на участке Gуч, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр участка d, мм	Скорость движения воды V, м/с	Удельная потеря на трение R, Па/м	Потери давления на трение по длине участка R·l, Па	Сумма коэффициен-тов местного сопротивле-ния Σξ, Па	Потери давления в местных сопротив-лениях Z, Па	Общие потери давления на участке R·l + Z	Прило-жение
Главное циркуляционное кольцо - стояк №1
1-2	66356.71	2445	4.9	40	0.503	95	465.5	3.15	398.5	864.0
2-3	37582.21	1385	0.4	32	0.377	65	26	1.0	71.1	97.1
3-4	20213.79	745	1.4	25	0.348	80	112	1.0	60.5	172.5
4-5	17373.94	640	7.5	25	0.300	60	450	4.15	186.75	636.75
5-6	11527.79	425	3.0	20	0.321	95	285	1.0	51.5	336.5
6-7	6199.0	228	4.4	15	0.308	130	572	9.15	434.0	6506.0
7-8	4842.51	178	4.7	15	0.239	80	376	5.5	157.1	533.1
8-9	3402.85	125	3.1	15	0.165	40	124	2.5	34.0	1158.0
9-9’	1305.30	48	17.5	10	0.101	22	385	13.5	68.9	10453.9
9’-8’	3402.85	125	3.1	15	0.165	40	124	4.5	61.3	185.3
8’-7’	4842.51	178	4.7	15	0.239	80	376	7.5	214.2	590.2
7’-6’	6199.0	228	6.4	15	0.308	130	832	9.15	434.0	6258.9
6’-5’	11527.79	425	3.0	20	0.321	95	285	3.0	154.6	439.6
5’-4’	17373.94	640	7.4	25	0.300	60	444	7.65	344.25	781.65
4’-3’	20213.79	745	1.2	25	0.348	80	96	3.0	181.7	277.7
3’-2’	37582.21	1385	0.8	32	0.377	65	52	3.0	213.2	265.2
2’-1’	66356.71	2445	5.3	40	0.503	95	503.5	3.15	398.5	902.0
										Σ 30458,4

 

Таблица №4: "Аэродинамический расчет вытяжной системы ветиляции"

№ этажа, наименование системы	Кол-во удаляемого воздуха l, м3/ч	Площадь сечения, axb, мм х мм	Эквивалентн. диаметр, d, мм	L, м – длина воздуховода (канала)	V- скорость воздуха, м/с	R- удельная потеря давления на трение, Па/м	Поправочный коэф-т m	Коэф-т абсолют. шероховатости, К	Коэф-т, учитыв. Шероховатость, n	Потери давления на трение ΔPl, Па	Сумма к местному сопрот. Σξ	Динамическ. Давление, Pd, Па	Потери давления в мест.сопр-х, Z, Па	Суммар-епотери давления на расч. Участке, ΔPl+Z, Па	Гравитационное давление, Ргр, Па	Невязка, А,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1,ВЕ1	99,8	140х250	180	9,46	0,8	0,07	1,19	0,45	1,38	1,09	4,2	0,38	1,60	2,69	6,34	58
2, ВЕ1	99,8	140х250	180	6,46	0,8	0,07	1,19	0,45	1,38	0,74	4,2	0,38	1,60	2,34	4,43	47
3, ВЕ1	99,8	140х250	180	3,46	0,8	0,07	1,19	0,45	1,38	0,40	4,2	0,38	1,60	2,0	2,52	21