Горячее водоснабжение района города

Содержание

Исходные данные

Конструирование системы

Определение расчетных расходов горячей воды

Определение расчетных тепловых потоков на нужды горячего водоснабжения

Гидравлический расчет трубопроводов подающей сети системы ГВС

Определение теплопотерь и циркуляционных расходов в подающих трубопроводах системы горячего водоснабжения

Гидравлический расчет циркуляционного кольца системы ГВС

Подбор водоподогревателей

9. Подбор насосов

10. Расчет и подбор баков-аккумуляторов

Список литературы

1. Исходные данные

1. Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, =-23 єС;

2. № плана микрорайона - 8;

3. № плана здания - 2;

4. Количество жильцов в квартире, чел. – 4;

5. Расчетные температуры теплоносителя, єС:

Расчетные:

=140;

=70;

Точки излома:

=81;

=41;

6. Гарантированный напор, , м – 56.

2. Конструирование системы

При выборе системы горячего водоснабжения следует руководствоваться рекомендациями литературы [1, 2, 4, 6]. Системы горячего водоснабжения жилых зданий следует принимать тупиковыми с циркуляцией воды в разводящих трубопроводах и стояках.

Прокладку разводящих трубопроводов при нижней разводке следует предусматривать в подпольях, подвалах, подпольных каналах; при верхней разводке – на чердаках, технических этажах или под потолком верхнего этажа. Прокладку стояков следует осуществлять скрыто в шахтах, бороздах, нишах санузлов, допускается открытая прокладка стояков в кухнях, душевых, на лестничных клетках. В ванных комнатах следует предусматривать установку постоянно обогреваемых полотенцесушителей, присоединяемых к водоразборным стоякам. В жилых зданиях высотой свыше 4 этажей, следует объединять группы водоразборных стояков кольцующими перемычками в секционные узлы с присоединением каждого секционного узла одним циркуляционным трубопроводом к сборному циркуляционному трубопроводу системы. В секционные узлы следует объединять от трех до семи водоразборных стояков. Кольцующие перемычки следует прокладывать по теплому чердаку, по холодному чердаку под слоем теплоизоляции, под потолком верхнего этажа при подаче воды в водоразборные стояки снизу или по подвалу при подаче воды в водоразборные стояки сверху.

Квартирную разводку трубопроводов от водоразборных стояков к водоразборным приборам следует вести на высоте 0,2 м от уровня пола. Смесители ванн устанавливаются на высоте 0,8 м, смесители моек на высоте 0,85 м, смесители умывальников на высоте 1,0 м от уровня пола. Присоединение водоразборных приборов к циркуляционным стоякам и циркуляционным трубопроводам не допускается. В верхних точках системы горячего водоснабжения следует предусматривать устройства для выпуска воздуха, в нижних точках – спускные устройства. Допускается использовать для указанных целей расположенные в таких точках водоразборные приборы. При проектировании трубопроводов систем горячего водоснабжения следует предусматривать возможность компенсации температурных деформаций.

Компенсация температурных деформаций трубопроводов наружных сетей может быть решена с помощью П-образных компенсаторов и естественной компенсации. Уклон трубопроводов следует принимать не менее 0,002. Уклон разводящих трубопроводов обычно направлен в сторону ввода в здание наружной сети. Трубопроводы наружных сетей горячего водоснабжения должны быть теплоизолированы.

Тепловую изоляцию следует предусматривать для подающих и циркуляционных трубопроводов систем горячего водоснабжения, включая стояки, кроме подводок к водоразборным приборам.

Прокладку наружных трубопроводов систем горячего водоснабжения следует предусматривать подземную в непроходных каналах, либо бесканальную. Допускается использовать для прокладки трубопроводов систем горячего водоснабжения технические подполья зданий. В местах ответвлений трубопроводов с установкой арматуры и контрольно-измерительных приборов при подземной прокладке следует предусматривать устройство тепловых камер.

При трассировке наружных сетей следует стремиться, из условий экономичности, к наименьшей протяженности трубопроводов, к наименьшему количеству тепловых камер, применяя, по возможности, двухстороннее присоединение ответвлений.

При проектировании наружных сетей горячего водоснабжения следует руководствоваться требованиями [1, 2, 4, 6]. Трубопроводы систем горячего водоснабжения следует выполнять из стальных оцинкованных труб, эмалированных или из других материалов, в том числе пластмасс, разрешенных для этих целей Госкомсанэпиднадзором России.

При проектировании систем горячего водоснабжения следует применять промышленную трубопроводную арматуру общего пользования. Запорную арматуру диаметром до 50 мм включительно для внутренних трубопроводов зданий следует применять бронзовую, латунную или из термостойких пластмасс. Для наружных сетей следует применять стальную или чугунную арматуру. В ЦТП устанавливают стальную арматуру. Установку запорной арматуры в системах горячего водоснабжения следует предусматривать:

а) на ответвлениях трубопроводов к секционным узлам водоразборных стояков и к отдельным зданиям;

б) на ответвлениях трубопроводов в каждую квартиру или помещение, в котором установлены водоразборные приборы;

в) у оснований и на верхних концах закольцованных водоразборных и циркуляционных стояков;

г) на всех подающих и циркуляционных трубопроводах на вводе и выводе из ЦТП;

д) на всасывающем и на нагнетательном патрубках каждого насоса;

е) на подводящих и отводящих трубопроводах каждого водоподогревателя.

Установку обратных клапанов в системах горячего водоснабжения следует предусматривать:

а) на циркуляционном трубопроводе перед присоединением его к водоподогревателям;

б) на нагнетательном патрубке каждого насоса до задвижки;

в) на обводном трубопроводе у подкачивающих насосов;

г) на трубопроводе холодной воды перед водоподогревателями системы горячего водоснабжения за расходомером по ходу воды.

В закрытых системах горячего водоснабжения должны предусматриваться следующие контрольно-измерительные приборы:

а) манометры и термометры показывающие – на вводе в здание подающего и циркуляционного трубопроводов; на входе и выходе трубопроводов греющей и нагреваемой воды для каждой ступени водоподогревателей;

б) манометры показывающие - перед всасывающими и после нагнетательных патрубков насосов.

Секционные кожухотрубные водоподогреватели могут крепиться на кронштейнах у стен или на стойках-опорах, пластинчатые водоподогреватели и насосы устанавливаются на фундаментах. В ЦТП могут быть также установлены баки-аккумуляторы, оборудование для противокоррозийной и противонакипной обработки воды.

При проектировании ЦТП следует руководствоваться указаниями [2,4,6,7]. Качество горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения жилых зданий должны соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82. Температуру горячей воды th в местах водоразбора следует предусматривать для закрытых систем горячего водоснабжения не ниже 50°C и не выше 75°C. Согласно рекомендациям [1] температуру горячей воды th на выходе из водоподогревателя в ЦТП следует принимать равной 60°C.

3. 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

,(1)

где - секундный расход воды, величина которого согласно [1] для жилых зданий квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением при наличии ванн, умывальников и моек принимается равным 0,2 л/с;

- коэффициент, определяемый [1, прил.4] в зависимости от произведения общего количества приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р. Вероятность действия санитарно-технических приборов в жилых зданиях Р определяется по формуле

(2)

где - расход горячей воды одним потребителем, л/ч, в час наибольшего водопотребления, принимаемый согласно, (=10,9 л/ч);

U – количество потребителей (жителей) в здании (U=4·2·16=128 жит.);

N – количество водоразборных приборов в здании (N=3·2·16=96 приб.).

Определяем количество квартир в микрорайоне:

2 здание: 5кв.

3 здание: 55кв.

4 здание: 16эт.*1сек.*2кв.=32кв.

5 здание: 9эт.*6сек.*2кв.=108кв.

6 здание: 9эт.*1сек.*2кв.=18кв.

7 здание: 16эт.*1сек.*2кв.=32кв.

8 здание: 9эт.*6сек.*2кв.=108кв.

9 здание: 7кв.

10 здание: 9эт.*1сек.*2кв.=18кв.

11 здание: 16эт.*1сек.*2кв.=32кв.

12 здание: 5эт.*4сек.*2кв.=40кв.

Всего: 455кв.

Всего жильцов: 4*455=1820жит.

Всего приборов: 3*455=1365приб.

Максимальный секундный расход горячей воды qh на концевом участке сети (на подводке к водоразборному прибору) следует принимать для умывальника и мойки со смесителями не менее 0,14 л/с, для ванны со смесителем не менее 0,2 л/с.

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

,(3)

(м3/ч)

где - часовой расход воды водоразборным прибором, л/ч, принимаемый по [1 приложение 2]. Для жилых зданий, оборудованных ваннами, умывальниками и мойками допускается принимать = 200 л/ч.

- коэффициент, определяемый согласно [1, приложение 4] в зависимости от произведения общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой (на весь район) на вероятность их использования , которая определяется по формуле

,(4)

·N=0,072·1365=98,28 => =25,45

Максимальный часовой расход горячей воды, , используют в последующих расчетах при определении поверхности нагрева водоподогревателей закрытых систем горячего водоснабжения.

Средний часовой расход, , м3/ч, за период (сутки) наибольшего водопотребления, Т, час, определяется по формуле

,(5)

(м3/ч)

где - норма расхода горячей воды в литрах, одним потребителем в сутки наибольшего водопотребления, принимаемая по данным [1, приложение 3]; (=120 л/сут.);

U – количество потребителей (жителей) в районе (U=1820 жит.);

Т =24 часа.

Средний часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления, , используется для последующих расчетов по подбору счетчика воды, определению емкости бака-аккумулятора.

Средний часовой расход воды за средние сутки, , м3/ч, определяется по формуле

,(6)

(м3/ч)

где - расход горячей воды в л/сут одним потребителем в средние сутки, принимаемый по данным [1 приложение 3], (=105 л/сут.).

Средний часовой расход воды в средние сутки используется при выполнении технико-экономических и коммерческих расчетов.

Для жилых зданий, оборудованных умывальниками , мойками, душами или ваннами нормы расхода воды потребителями могут быть приняты по таблице 1:

Таблица 1. Нормы расхода воды потребителями

4. Определение расчетных тепловых потоков на нужды горячего водоснабжения

Среднечасовой тепловой поток за сутки наибольшего водопотребления, , кВт, определяется по формуле

(7)

Среднечасовой тепловой поток за средние сутки, , кВт, определяется по формуле

(8)

Максимальный тепловой поток в течение часа максимального теплового потребления, , кВт, определяется по формуле

,(9)

где - температура холодной воды, , в сети водопровода; при отсутствии данных ее следует принимать равной 5 ;

- теплопотери трубопроводами системы горячего водоснабжения, кВт. При предварительных расчетах величина может быть принята в долях от среднечасового расхода по формуле

,(10)

Таблица 2. Значения в зависимости от типа системы горячего водоснабжения (ГВС) и степени изоляции стояков

=1,16*9,1*(55-5)+0,35*;

(кВт);

=0.35*812=284,2(кВт)

1,16*7,96*50+284,2=745,88(кВт)

1,16*25,45*50+284,2=1760,3(кВт)

5. 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 л/с.

Расчетный секундный расход горячей воды, л/с, на участках подающей сети при гидравлическом расчете следует согласно [1] определять с учетом циркуляционного расхода по формуле

= · (1+),(11)

где - секундный расход на участке, л/с, определяемый по формуле (1) учебного пособия; - коэффициент, принимаемый для водоподогревателей и начальных участков системы до первого водоразборного стояка по [1 приложение 5]; для остальных участков сети – равным нулю.

Поскольку величины циркуляционных расходов (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. Скорость воды в квартирных разводках может быть выше (диаметр разводки принимается равным 15 мм). После определения циркуляционных расходов и величины коэффициента необходимо выполнить повторный гидравлический расчет участков сети от ЦТП до первого водоразборного стояка, для которых не равен нулю и на которых следует учитывать согласно формуле (11) циркуляционные расходы. При выполнении повторного гидравлического расчета скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3 м/с. Потери напора на участках трубопроводов закрытых систем горячего водоснабжения следует определять с учетом зарастания труб по формуле

H = i · l · (1+ ) (12),

Где i – удельные потери напора, принимаемые согласно [1 прил.6];

l – длина участка в метрах;

- 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 полотенцесушителями;

Все значения полученные в результате расчётов заносим в таблицу 3.

Гидравлический расчет

Таблица 3

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. Диаметр условного прохода счетчика следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды за сутки наибольшего водопотребления (см. формулу (5)), который не должен превышать ближайший по величине эксплуатационный, принимаемый по приложению 5.

Счетчик с принятым диаметром условного прохода надлежит проверить на величину потерь напора h при пропуске максимального секундного расхода qh в системе, при котором потери напора не должны превышать 5 м.

Потери напора в счетчиках h, м, при расчетном секундном расходе воды qh (определен в результате гидравлического расчета, табл. 3), л/с, следует определять по формуле

h = S · ()2, м(13)

где S – гидравлическое сопротивление счетчика, [принимаемое по приложению 5. методички].

6. Определение теплопотерь и циркуляционных расходов в подающих трубопроводах системы горячего водоснабжения

Циркуляционный расход горячей воды в системе , л/с, следует определять по формуле

,(14)

где - суммарные теплопотери подающими трубопроводами системы ГВС, кВт; (определяются после заполнения 6 графы табл.4)

- разность температур в подающих трубопроводах системы от водоподогревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, °С;

- коэффициент разрегулировки циркуляции.

Для системы с переменным сопротивлением циркуляционных стояков величину следует определять по подающим трубопроводам и водоразборным стоякам при = 10 °С и = 1; при одинаковом сопротивлении секционных узлов или стояков величину следует определять по водоразборным стоякам при = 8,5 °С и = 1,3.

Теплопотери участком трубопровода следует определять по формуле

,(15)

где q – теплопотери 1 м трубопровода, Вт/м;

l – длина участка трубопровода, м.

При расчете теплопотерь участков водоразборных стояков теплопотери полотенцесушителя принимают равными 100-150 Вт, при этом