Курсовая работа по теплоснабжению для ТулГУ, пример оформления

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ» Оглавление 1.1 Исходные данные для проектирования 3 1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ 4 1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА НУЖДЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 6 1.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПОДАЮЩЕЙ СЕТИ СИСТЕМЫ ГВС 7 1.5. ПОДБОР СЧЕТЧИКА ВОДЫ 10 1.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ И ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ РАСХОДОВ В ПОДАЮЩИХ ТРУБОПРОВОДАХ СИСТЕМЫ ГВС 12 1.7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО КОЛЬЦА 15 1.8. ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ 16 1.9. ПОДБОР НАСОСОВ 25 1.10. РАСЧЕТ ЕМКОСТИ БАКА-АККУМУЛЯТОРА 26 Литература: 28 1.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Микрорайон застроен двух-, трех-, а также четырехсекционными девятиэтажными зданиями. Генплан микрорайона – 1 , ЦТП -1 В каждой квартире установлены мойка со смесителем, умывальник со смесителем, ванна со смесителем и душем. Высота типового этажа здания — 3 м. Количество жителей в квартире определяется исходя из нормы общей площади на одного человека f = 17 м2. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t=-250C Температура сетевой воды для точки излома повышенного температурного графика в подающем трубопроводе , в обратном трубопроводе . Расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе , в обратном трубопроводе . Температура холодной водопроводной воды на входе в водоподогреватель . Температура горячей воды на выходе из водоподогревателя . Гарантированный напор городского водопровода на вводе в ЦТП — 60 м Общая площадь застройки микрорайона – 62700 м2   1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети горячего водоснабжения qh , л/с, при гидравлическом расчете подающих трубопроводов определяется по формуле q^h=5q_0^h α где q_0^h – секундный расход воды, величина которого согласно [1] для жилых зданий квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением при наличии душевых, умывальников и моек принимается 0,14 л/с; α – коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от произведения общего количества приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р. Вероятность действия санитарно-технических приборов Р в жилых зданиях определяется по формуле P=(q_(hr,u)^h∙U)/(3600∙q_o^h∙N)=(7,9∙168)/(3600∙0,14∙54)=0,048 где U – количество жителей в секции здания; Количество жителей определено исходя из нормы общей площади на одного человека f = 17 м2. При общей площади застройки микрорайона – 62700 м2, и количестве секций 22, количество жителей в секции здания составит: U=62700/(17∙22)=168 чел N = 54 – количество водоразборных приборов в секции; α = 2,592, при P∙N=1,684 q^h=5∙0,14∙1,684=1,179 л/с Максимальный часовой расход горячей воды q_hr^h , м3 /ч, следует определять по формуле q_hr^h=0.005q_(0,hr)^h α_hr=0,005∙100∙2,592=1,296 м^3 /ч где q_(0,hr)^h – часовой расход воды водоразборным прибором, л/ч, принимаемый по прил. 2 (для жилых зданий, оборудованных душевыми, умывальниками и мойками, допускается принимать 100 л/ч) α_hr– коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от произведения общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой, на вероятность их использования , которая определяется по формуле P_hr=(3600Pq_o^h)/(q_(o,hr)^h )=(3600∙0,048∙0,14)/60=0,403 Максимальный часовой расход горячей воды используют в последующих расчетах при определении поверхностей нагрева водоподогревателей закрытых систем горячего водоснабжения. Средний часовой расход q_Т^h , м3 /ч, за период (сутки) наибольшего водопотребления Т, час, определяется по формуле q_Т^h=(q_и^h U)/1000Т=(100∙168)/(1000∙24)=0,7 м^3/ч где q_и^h – норма расхода горячей воды, л, одним потребителем в сутки наибольшего водопотребления, принимаемая по прил. 3; U – количество потребителей (жителей). Средний часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления используется для последующих расчетов по подбору счетчика воды, при определении емкости бака-аккумулятора и других расчетов. Средний часовой расход воды за средние сутки q_(Т,m)^h , м3/ч, определяется по формуле q_(Т,m)^h=(q_(и,m)^h U)/1000Т=(85∙168)/(1000∙24)=0,595 м^3/ч где q_(и,m)^h – расход горячей воды, л/сут, одним потребителем в средние сутки, принимаемый по прил. 3. Средний часовой расход воды в средние сутки используется при выполнении технико-экономических и коммерческих расчетов. 1.3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПОДАЮЩЕЙ СЕТИ СИСТЕМЫ ГВС После разработки внутридомовой схемы трубопроводов и трассировки наружной сети составляется расчетная схема системы ГВС, включающая аксонометрическую схему внутридомовой сети и однолинейную схему квартальных трубопроводов. Выбирается главная ветвь системы как наиболее протяженная и загруженная (от ввода холодного водопровода в ЦТП до дальнего водоразборного прибора, наиболее удаленного от ЦТП здания). На расчетной схеме нумеруются участки (начиная от водоразборного прибора и до ЦТП), проставляются длины участков с округлением до 0,1 м, максимальные секундные расходы воды в литрах в секунду. 21 Расчетный секундный расход горячей воды qh,cir, л/с, на участках по- дающей сети при гидравлическом расчете следует согласно [1] определять с учетом циркуляционного расхода по формуле q^(h,cir)=q^h (1+K_cir ) л/с где q^h– секундный расход на участке, л/с, определяемый по формуле; K_cir – коэффициент, принимаемый для водоподогревателей и начальных участков системы до первого водоразборного стояка по прил. 14, для ос-тальных участков сети равным нулю. Поскольку величины циркуляционных расходов q^cir (определяемые впоследствии на основании тепловых потерь подающими трубопроводами) предварительно неизвестны, гидравлический расчет подающей сети следует выполнять по максимальным секундным расходам , но с ограничением допускаемых скоростей в стояках, распределительных трубопроводах, наружных сетях до 1,0–1,2 м/с. Потери напора на участках трубопроводов закрытых систем горячего водоснабжения следует определять с учетом зарастания труб по формуле H = i l (1 + K l) где i – удельные потери напора, принимаемые по номограмме или таблицеприл. 6; l – длина участка в м; Kl– коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, значения которого следует принимать: 0,2 – для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также трубопроводов водоразборных стояков с полотенце-сушителями; 0,1 – для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков. После трассировки квартальных сетей горячего водоснабжения микрорайона и разработки аксонометрической схемы внутренних трубопроводов наиболее удаленного от ЦТП здания составляют расчетную схему системы горячего водоснабжения, состоящую из расчетной аксонометрической схемы трубопроводов здания и расчетной схемы квартальных сетей горячего водоснабжения микрорайона. Далее выбирают расчетную ветвь системы как наиболее протяженную и загруженную от дальнего и наиболее высоко расположенного водоразборного прибора двухсекционного здания №9 до ЦТП. В данном примере принята система горячего водоснабжения здания с нижней разводкой, с секционными водоразборными узлами, образованными закольцованными поверху четырьмя водоразборными и одним циркуляционным стояками. Длина водоразборного этажестояка с присоединенным по проточной схеме полотенцесушителем принята равной 5 м. Согласно схеме (рис. 2.2) наиболее удаленным от ЦТП водоразборным прибором будет смеситель душа водоразборного стояка Ст.ГВ-4 на девятом этаже здания. На расчетной ветви проставляются номера участков, их длины в метрах, определяемые по формуле (1.1) расчетные секундные расходы . Секундный расход одним водоразборным прибором согласно рекомендациям [1] принят равным 0,14 л/с. Безразмерная величина определяется по прил. 4 в зависимости от произведения количества приборов на участке N на вероятность их действия Р. Вероятность действия приборов определяется по формуле (1.2) P=(q_(hr,u)^h∙U)/(3600∙q_o^h∙N)=(7,9∙168)/(3600∙0,14∙54)=0,048 где U – количество жителей в секции здания; Количество жителей в квартире определено исходя из нормы общей площади на одного человека f = 17 м2. Общее количество жителей в одной секции здания составит 288 человек, в микрорайоне – 6336 человека. N = 162 – количество водоразборных приборов в секции; q_(hr,u)^h – расход горячей воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления (7,9 л/ч); q_o^h – расход воды водоразборным прибором (0,14 л/с). После определения секундных расходов на участках приступают к гидравлическому расчету подающих трубопроводов расчетной ветви. Результаты гидравлического расчета подающих трубопроводов сведены в табл. 1.   Табл. 1 Гидравлический расчет подающих трубопроводов Номер участ-ка L, м Ni P P×Ni α qh, л/с d, мм V, м/с Потери напора,м На 1 м По всей длине 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 0,9 1 0,048 0,048 0,27 0,19 15 1,06 0,148 0,1332 2 0,4 2 0,048 0,096 0,338 0,24 20 0,76 0,058 0,0232 3 3,7 3 0,048 0,144 0,394 0,28 20 0,9 0,079 0,2923 4 4,5 6 0,048 0,288 0,524 0,37 25 0,75 0,044 0,1980 5 4,5 9 0,048 0,432 0,636 0,45 25 0,91 0,062 0,2790 6 4,5 12 0,048 0,576 0,726 0,51 25 1,05 0,079 0,3555 7 4,5 15 0,048 0,72 0,815 0,57 25 1,17 0,096 0,4320 8 4,5 18 0,048 0,864 0,896 0,63 32 0,78 0,035 0,1575 9 4,5 21 0,048 1,008 1,012 0,71 32 0,88 0,043 0,1935 10 4,5 24 0,048 1,152 1,046 0,73 32 0,91 0,046 0,2070 11 21,8 27 0,048 1,296 1,12 0,78 32 0,97 0,051 1,1118 12 0,5 54 0,048 2,592 1,684 1,18 40 0,94 0,037 0,0185 13 53,3 108 0,048 5,184 2,642 1,85 50 0,95 0,028 1,4924 14 118,8 216 0,048 10,368 4,244 2,97 75 0,83 0,009 1,0692 15 17,2 324 0,048 15,6 5,712 4,00 75 0,9 0,016 0,2752 16 27,7 432 0,048 20,7 7,025 4,92 75 1,12 0,024 0,6648 17 10,5 2376 0,048 114 29,09 20,36 200 0,65 0,003 0,0315 Суммарные потери напора в расчетной ветви составили 6,93 м (0,069 МПа) 1.4. ПОДБОР СЧЕТЧИКА ВОДЫ В тепловых пунктах закрытых систем для учета потребления воды на нужды горячего водоснабжения счетчики холодной воды следует устанавливать на трубопроводах, подающих водопроводную воду к водоподогревателям. В открытых циркуляционных системах горячего водоснабжения количество потребленной горячей воды определяется по разности показаний счетчиков горячей воды, установленных на подающем и циркуляционном трубопроводах системы ГВС. Счетчик с принятым диаметром условного прохода надлежит проверить на величину потерь напора Hсч при пропуске максимального секундного расхода qhв системе, при котором потери напора не должны превышать в крыльчатых счетчиках 5 м, в турбинных 2,5 м. Для определения диаметра условного прохода счетчика определяется среднечасовой расход воды за сутки, м3 /ч, который не должен превышать эксплуатационный, принимаемый по прил. 5: q_T^h=(q_и^h U)/1000T=(100∙6336)/(1000∙24)=26,4 м^3/ч где q_и^h – норма водопотребления горячей воды, принята по табл. 1.1 100 л/(сут·чел.); U – количество жителей в секции, которое составляет 6336чел.; Т – период работы системы горячего водоснабжения в сутки, принят 24 ч. По прил. 5 принимаем счетчик с диаметром условного прохода 32 мм, имеющий эксплуатационный расход 1,2 м3/ч. По формуле (1.14) определяем потери давления в счетчике, м, при пропуске расчетного секундного расхода q^h=26,4 м^3⁄ч=7,3 л⁄с : H_сч=S〖(q^h)〗^2=1,3∙(7,3)^2=69,6 м Расчетные потери напора превышают максимально допустимых для турбинных счетчиков 2,5 м. Принимаем счетчик с диаметром условного прохода 50 мм, имеющий эксплуатационный расход 2 м3/ч, и определяем потери давления в счетчике, м H_сч=0,143∙(0,7)^2=7,6 м Расчетные потери напора превышают максимально допустимых для турбинных счетчиков 2,5 м. Принимаем счетчик с диаметром условного прохода 65 мм, имеющий эксплуатационный расход 2 м3/ч, и определяем потери давления в счетчике, м H_сч=0,0081∙(0,7)^2=0,43 м Расчетные потери напора не превышают максимально допустимых для турбинных счетчиков 2,5 м. Принимаем данный счетчик к установке. 1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ И ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ РАСХОДОВ В ПОДАЮЩИХ ТРУБОПРОВОДАХ СИСТЕМЫ ГВС Циркуляционный расход горячей воды в системе q cir, л/с, следует определять по формуле q^cir=β (ΣQ^ht)/4.2∆t где ΣQ^ht – суммарные теплопотери подающими трубопроводами системы ГВС, кВт; Δt– разность температур в подающих трубопроводах системы от водоподогревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, C; β – коэффициент разрегулировки циркуляции. Для системы с переменным сопротивлением циркуляционных стояков величину qcir следует определять по подающим трубопроводам и водоразборным стоякам при Δt= 10 C и = 1; при одинаковом сопротивлением секционных узлов или стояков величину q cir определяем по водоразборным стоякам при Δt= 8,5 C и = 1,3. Теплопотери участком трубопровода следует определять по формуле Q^ht=ql где q – теплопотери на 1 м трубопровода, Вт/м; l – длина участка трубопровода, м. После определения теплопотерь приступаем к расчету циркуляционных расходов. Общий циркуляционный расход системы на участке 17 от ЦТП составит q_cir^17=β (ΣQ_17^ht)/4,2Δt=1 58/(4,2∙10)=1,38 л/с На остальных участках расчетной ветви циркуляционные расходы определяются пропорционально теплопотерям. На участке 16: q_cir^16=q_cir^17 (ΣQ_16^ht)/(ΣQ_17^ht-Q_16^ht )=1,38 21,6/(58-0,4)=0,52 л/с На участке 15: q_cir^15=q_cir^16 (ΣQ_15^ht)/(ΣQ_16^ht-Q_15^ht )=0,52 16,4/(21,6-0,8)=0,41 л/с На участке 14: q_cir^14=q_cir^15 (ΣQ_14^ht)/(ΣQ_15^ht-Q_14^ht )=0,41 10,3/(16,4-0,6)=0,27 л/с На участке 13’: q_cir^13’=q_cir^14 (ΣQ_13’^ht)/(ΣQ_14^ht-Q_13’^ht )=0,27 5,2/(16,4-0,5)=0,11 л/с Табл. 2 Расчет теплопотерь и циркуляционных расходов Номер участка L, м d, мм Потери теплоты Циркуляционный расход qcir Kcir Удельные q На участке Qht Суммарные ∑Qht 1 2 3 4 5 6 7 8 11′ 2 20 11,6 23 23 0,06 0 4 4,5 20 12,6 57 80 0,06 0 5 4,5 20 12,6 57 137 0,06 0 6 4,5 25 13,9 63 199 0,06 0 7 4,5 25 13,9 63 262 0,06 0 8 4,5 25 13,9 63 324 0,06 0 9 4,5 25 13,9 63 387 0,06 0 10 4,5 25 13,9 63 449 0,06 0 11 21,8 25 13,9 303 752 0,06 0 1.7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО КОЛЬЦА Расчетное циркуляционное кольцо состоит из участков подающего трубопровода (от ЦТП до участка 4) и участков циркуляционного трубопровода (от участка 11а до ЦТП). Сначала определяют потери напора и скорости движения воды на участках подающего трубопровода при пропуске циркуляционных расходов qcirдля принятых в режиме водоразбора диаметров трубопровода. Затем выполняют гидравлический расчет участков циркуляционного трубопровода. Учитывая невысокий напор насосов типа К, рекомендуемых в качестве циркуляционных насосов в системахГВС, следует стремиться к тому, чтобы суммарные потери давления в циркуляционном трубопроводе не превышали 0,12–0,15 МПа. Поэтому приподборе диаметров участков циркуляционного трубопровода следует ограничиваться скоростью воды до 0,5–0,7 м/с. Результаты гидравлического расчета циркуляционного кольца сведены в табл. 2.3 Табл. 3 Результаты гидравлического расчета циркуляционного кольца Номер участка L, м Циркуляционный расход qcir d, мм w м/с i м/м К1 Н1, мм ∑Нl,tot м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 16 10,5 1,38 40 1,1 0,049 0,2 0,515 0,515 15 27,7 0,52 32 0,65 0,025 0,2 0,693 1,207 14 17,2 0,41 25 0,84 0,053 0,2 0,912 2,119 13 53 0,27 20 0,86 0,072 0,2 3,816 5,935 12′ 41 0,134 15 0,74 0,077 0,2 3,157 5,276 11′ 5 0,06 15 0,33 0,02 0,2 0,100 5,376 11′ 40,5 0,06 15 0,33 0,02 0,2 0,810 6,186 12′ 41 0,134 15 0,74 0,077 0,2 3,157 8,533 13 53 0,27 20 0,86 0,072 0,2 3,816 12,349 14 17,2 0,41 25 0,84 0,053 0,2 0,912 13,260 15 27,7 0,52 32 0,65 0,025 0,2 0,693 13,953 16 10,5 1,38 40 1,1 0,049 0,2 0,515 0,515   Литература: 1. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 60 с. 2. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети / Госстрой России. М.: 2003.– 50 с. 3. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1997. – 79 с. 4. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч, 2. / Под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. – М.: Стройиздат, 1990. – 247 с. 5. Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения / Н. Н. Чистяков, М. М. Грудзинский, В. И. Ливчак, и др. – М.: Стройиздат, 1988. – 314 с. 6. Апарцев М. М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 204 с. 7. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов и др.; Под ред. Н. К. Громова, Е. П. Шубина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 376 с. 8. Копко В. М., Зайцева Н. К., Базыленко Г. И. Теплоснабжение. – Минск: Высшая школа, 1985. – 139 с. 9. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – 472 с. 10. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей / В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж и др. – М.: Стройиздат, 1988. – 215 с. 11. Теплоснабжение / Ионин А. А. и др. – М.: Стройиздат, 1982. – 336 с. 12. Теплоснабжение / Козин В. Е. и др. – М.: Высшая школа, 1980. – 408 с. 13. Витальев В. П., Николаев В. П., Сельдин Н. Н. Эксплуатация тепловых пунктов и систем теплопотребления. – М.: Стройиздат, 1988. – 623 с. 14. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха / Л. Д. Богуславский, В. И. Ливчак, В. П. Титов и др. – М.: Стройиздат, 1990. – 624 с.