Горячее водоснабжение жилого дома

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра “Теплогазоснабжение и вентиляция”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Теплоснабжение»

 

 

Тема: Горячее водоснабжение жилого дома

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. 310429 Романюк Д.С.

Принял: Копко.В.М.

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2013

Оглавление

1. Введение. Исходные данные 3

2. Краткое описание объекта (системы ГВ и системы стояков) 4

3. Определение расчетных расходов воды на горячее водоснабжение с учетом количества водоразборных приборов и вероятности их действия 5

4. Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы ГВ и внутриквартальных сетей 7

5. Определение потерь тепла подающими трубопроводами 10

6. Определение циркуляционных расходов воды 13

7. Корректировка гидравлического расчета подающих трубопроводов 15

8. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов в режиме циркуляции 16

9. Определение расчетных тепловых нагрузок на горячее водоснабжение согласно схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения 19

10. Построение суточного и интегрального графиков расходов теплоты на горячее водоснабжение 20

11. Тепловой и гидравлический расчет водоподогревательной установки с применением пластинчатых теплообменников 23

12. Подбор счетчиков воды 27

13. Определение требуемого напора на вводе в ЦТП и подбор циркуляционных насосов 28

Список использованной литературы 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение. Исходные данные

 

В курсовой работе разрабатывается  система горячего водоснабжения  группы однотипных жилых зданий. Подготовка воды для системы осуществляется в центральном тепловом пункте (ЦТП) с использованием теплоносителя  из тепловых сетей.

Целью данной работы является проектирование системы горячего водоснабжения  7-ми двухсекционных 8-этажных жилых домов в г. Бресте.

К проектированию принята  открытая система магистрали ГВ с верхней разводкой подающих трубопроводов.

Для расчетов приняты следующие  данные:

• температура горячей воды на выходе из смесителя – t_Н=63⁰C;
• температура воды у самого удалённого водоразборного прибора – t_К=55⁰C;
• температура холодной воды – t_х=10⁰С;
• давление на вводе водопровода – P_под=380 кПа.
• температура теплоносителя по отопительному графику – 150-70⁰С.

В каждой квартире установлена  следующая водоразборная арматура: смеситель мойки на кухне, смеситель  ванны и смеситель умывальника; в ванных комнатах предусмотрены  полотенцесушители.

В проектируемом  здании предусмотрено чердачное  помещение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Краткое описание объекта (системы ГВ и системы  стояков)

 

Выбор схемы внутридомовой  системы горячего водоснабжения  обосновывается исходя из конструктивных особенностей здания, планировочных  решений помещений кухни, ванной и санузла, их взаимного расположения.

В системах с верхней разводкой подающих трубопроводов подающие трубопроводы прокладывают на чердаках, а циркуляционные в подвалах. Крепятся трубопроводы на кронштейнах к несущим ограждающим конструкциям или с помощью подвесок к потолку или перекрытию. С целью удаления воздуха и спуска воды из системы горизонтальные теплопроводы прокладываются с уклоном не менее 0,002, при этом циркуляционный теплопровод располагают параллельно подающему.

Тепловой  пункт рекомендуется размещать  как можно ближе к середине здания.

Стояки располагаем  в специальных нишах туалетных комнат за унитазом. Горизонтальную разводку теплопроводов от стояков к водоразборным приборам осуществляем на высоте 200 мм от пола. При этом предусматриваем уклон труб 0,002…0,005. Трубы прокладываем открытым способом. Участки труб в местах прохода через стены и перекрытия заключаем в металлические гильзы.

В целях уменьшения потерь теплоты предусматриваем  изоляцию подающих и циркуляционных теплопроводов, а также стояков.

В ванных комнатах предусматриваются полотенцесушители.

Для выпуска  воздуха из системы используем автоматические воздухоотводчики.

Для спуска воды из системы предусматриваем в  нижней части системы сливные  патрубки с запорной арматурой.

Обратные  клапаны устанавливаем на трубопроводе от циркуляционного теплопровода к смесителю.

Для контроля параметров горячей воды предусматриваем  установку манометров: на выходе из смесителя, до и после повысительно-циркуляционного насоса; термометров: после смесителя и на циркуляционном теплопроводе перед повысительно-циркуляционным насосом. Для учета расхода воды применяют счетчики расхода воды на трубопроводе горячей воды после смесителя.

 

 

3. Определение расчетных расходов воды на горячее  водоснабжение с учетом количества водоразборных приборов и вероятности  их действия

 

Полагая, что  в 1-комнатной квартире проживает 2 человека, в 2-комнатной – 3, в 3-комнатной – 4 определяем общее число потребителей горячей воды (число жителей), U:

U=(2·2+2·3+2·4)·8=144 чел

Количество водоразборных  приборов

N=18·8=144

Вероятность действия водоразборных  приборов при одинаковых водопотребителях в здании определяется по формуле:

,

где N – число  водоразборных приборов;

       g_hr,u – норма расхода горячей воды в литрах на одного человека в час наибольшего водопотребления,л/ч: g_hr,u=10 л/ч, [1, прил. Б];

       g₀ – секундный расход горячей воды водоразборным прибором, наибольший расход воды для ванн: g₀=0,2 л/с = 200 л/ч, [1, прил. Б];

.

Вероятность использования  водоразборных приборов для системы  в целом:

;

где q_0,hr – часовой расход воды санитарно-технических приборов, q_0,hr =200 л/ч

.

По значению N·P_hr=144·0,0139=2 находим безразмерный коэффициент α_hr=1,437 [1, прил. В].

По значению N·P_hr=144·7·0,05004=50,44 находим безразмерный коэффициент α_hr=14,32 [1, прил. В].

Максимальный часовой  расход горячей воды

g^h_hr=0005·g_0,hr· α_hr, м³/ч,

g^h_hr=0,005·200·0,449=1,437 м³/ч,

g^h_hr=0,005·200·14,32=14,32 м³/ч.

Средний часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления

, м³/ч,

где g_u – норма расхода горячей воды в сутки наибольшего водопотребления, g_u=120 л/сут [1, прил. Б]; T-продолжительность периода в часах,Т=24ч.

 м³/ч.

Расход горячей воды в  средние сутки:

, м³/сут

где q_u,m – норма расхода воды в средние сутки. q_u,m=105 л/сут [1, прил. Б];

 м³/сут; (0,63 м³/ч)

Расход теплоты в системе  горячего водоснабжения:

Тепловой поток Q^h_T, Q^h_hr, кВт, за период (сутки, смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом теплопотерь) следует вычислять по формулам:

а) в течение среднего часа

Q_T=1,16·q_т∙(t_m^h-t^c)+ Q^ht_, кВт,

где t^c – температура холодной воды по заданию. t^c=10°C;

      t_m^h – средняя температура воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения, t_m^h=63°C;

      Q^ht – теплопотери подающими и циркуляционными теплопроводами, принимаем Q^ht=0,25(1,16·q_т∙(t_m^h-t^c)) кВт

Q_T=1,16·0,72∙(63-10)+ 0,25·(1,16·0,72∙(63-10))=55,33 кВт

б) в течение часа максимального  потребления

Q^h_hr=1,16·q^h_hr∙(t_m^h-t^c)+ Q^ht_, кВт

Q^h_hr=1,16·3,275∙(63-10)+0,25·(1,16·3,275∙(63-10))=251,7 кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Гидравлический  расчет подающих трубопроводов системы  ГВ и внутриквартальных сетей

 

Цель гидравлического  расчёта является обеспечение во всех водоразборных приборах необходимый  расход горячей воды с определённой температурой. Задача: определение  диаметров теплопроводов и потерь давления в системе.

Для гидравлического расчёта  выбираем не менее двух направлений (от самого удаленного водоразборного прибора наиболее удаленного и ближайшего стояков до теплового пункта).

Гидравлический расчет теплопроводов  следует производить на расчётный  расход горячей воды q^h с учётом циркуляционного расхода:

q^h,cir=q^h(1+k_cir)

где q^h – максимальный расход воды без учёта циркуляционного, л/с, определяемый по формуле:.

q^h=5·q₀∙α

где q₀ – секундный расход горячей воды одним прибором [1, прил. 3]. Если на участке установлены разные по производительности приборы, то берётся больший расход. Для жилых домов оборудованных ваннами и душами q₀=0,2 л/с.

        α– коэффициент, зависящий от числа санитарно-технических приборов N и вероятности их действия P^h.

        k_cir – коэффициент, принимаемый по [1, прил. 5] в зависимости от отношения q^h/q^cir. поскольку значения циркуляционных расходов q^cir на данном этапе проектирования не известны, гидравлический расчет подающих трубопроводов внутридомовой системы производят, принимая   q^h,cir=q^h_.

Потери давления на участке  определяются по следующему выражению:

ΔP=Rl(1+k_l)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м;

       l – длина участка теплопровода, м;

       k_l – коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях

Невязка потерь напора через  дальний и ближний стояки не должна превышать 10%. Увязку потерь давления в  стояках внутридомовой системы  производят путем изменения диаметров  отдельных участков стояков, магистралей, и ответвлений.

Скорость движения воды на участках не должна превышать в подающих трубопроводах и стояках 1 - 1,5 м/с  и в подводках к приборам 2,5 м/с.

Результаты расчета заносим в таблицу 4.1 и 4.2:

Таблица 4.1

№   уч-ка	l, м	N, шт	Np	α	qh, л/с	dy, мм	V, м/с	R, Па/м	Ki	∆Р, Па	Σ∆Р, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Стояк 1
1.1	2,50	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,1	8250	8,3
1.2	3,90	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,5	17550	25,8
1.3	3,00	6	0,083	0,320	0,320	15	1,30	5000	0,5	22500	48,3
1.4	3,00	9	0,125	0,373	0,373	15	1,45	5900	0,5	26550	74,9
1.5	3,00	12	0,167	0,415	0,415	20	1,10	2200	0,5	9900	84,8
1.6	3,00	15	0,209	0,449	0,449	20	1,20	2500	0,5	11250	96,0
1.7	3,00	18	0,250	0,493	0,493	20	1,30	2700	0,5	12150	108,2
1.8	3,00	21	0,292	0,526	0,526	20	1,40	3500	0,5	15750	123,9
1.9	6,40	24	0,334	0,558	0,558	25	1,20	3000	0,2	23040	146,9
10	0,50	48	0,667	0,779	0,779	25	1,50	4000	0,2	2400	149,3
11	28,60	72	1,001	0,969	0,969	32	1,30	1500	0,2	51480	200,8
12	3,00	144	2,002	1,437	1,437	40	1,30	1400	0,2	5040	205,9
Стояк 2
ΔРрасп.=ΣΔР1.9=146,9 кПа
2.1	2,50	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,1	8250	8,3
2.2	3,90	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,5	17550	25,8
2.3	3,00	6	0,083	0,320	0,320	15	1,20	5000	0,5	22500	48,3
2.4	3,00	9	0,125	0,373	0,373	15	1,30	5900	0,5	26550	74,9
2.5	3,00	12	0,167	0,415	0,415	20	1,40	2200	0,5	9900	84,8
2.6	3,00	15	0,209	0,449	0,449	20	1,45	2500	0,5	11250	96,0
2.7	3,00	18	0,250	0,493	0,493	20	1,30	2700	0,5	12150	108,2
2.8	3,00	21	0,292	0,526	0,526	20	1,40	3500	0,5	15750	123,9
2.9	3,20	24	0,334	0,558	0,558	25	1,20	3000	0,5	14400	138,3
ΔРнев=100∙(146,9-138,3)/146,9=5,85 %
Стояк 3
ΔРрасп.=ΣΔР10=149,3 кПа
3.1	2,50	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,1	8250	8,3
3.2	3,90	3	0,042	0,258	0,258	15	1,10	3000	0,5	17550	25,8
3.3	3,00	6	0,083	0,320	0,320	15	1,20	5000	0,5	22500	48,3
3.4	3,00	9	0,125	0,373	0,373	15	1,30	5900	0,5	26550	74,9
3.5	3,00	12	0,167	0,415	0,415	20	1,40	2200	0,5	9900	84,8
3.6	3,00	15	0,209	0,449	0,449	20	1,45	2500	0,5	11250	96,0
3.7	3,00	18	0,250	0,493	0,493	20	1,30	2700	0,5	12150	108,2
3.8	3,00	21	0,292	0,526	0,526	20	1,40	3500	0,5	15750	123,9
3.9	3,20	24	0,334	0,558	0,558	25	1,20	3000	0,5	14400	138,3
13	6,10	24	0,334	0,558	0,558	25	1,20	3000	0,5	27450	165,8
ΔРнев=100∙(165,8-138,3)/165,8=9,95 %

 

Таблица 4.2

Гидравлический расчет внутриквартальных  сетей в режиме водоразбора
Направление 14-18 (до ЦТП)
14	29,90	144	2,002	1,437	1,437	40	1,80	2800	0,2	100464	100,5
15	23,80	288	14,412	5,382	5,382	50	1,60	1600	0,2	45696	146,2
16	24,50	432	21,617	7,287	7,287	65	1,50	800	0,2	23520	169,7
17	48,00	576	28,823	9,081	9,081	80	1,50	700	0,2	40320	210,0
18	21,40	1008	50,440	14,320	14,320	90	1,50	500	0,2	12840	222,8
Направление 19 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР14=100,5кПа
19	13,00	144	2,002	1,437	1,437	32	1,60	6000	0,2	93600	93,6
ΔРнев=100∙(100,5-93,6)/100,5=6,87 %
Направление 20 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР15=146,2 кПа
20	18,30	144	2,002	1,437	1,437	32	1,60	6000	0,2	131760	131,8
ΔРнев=100∙(146,2-131,8)/146,2=9,85 %
Направление 21 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР16=169,7 кПа
21	22,00	144	2,002	1,437	1,437	32	1,60	6000	0,2	158400	158,4
ΔРнев=100∙(169,7-158,4)/169,7=6,7  %
Направление 22-24 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР17=210,0 кПа
22	31,20	144	2,002	1,437	1,437	40	1,80	2800	0,2	104832	104,8
23	25,8	288	14,412	5,382	5,382	50	1,60	1600	0,2	49536	154,4
24	19	432	21,617	7,287	7,287	50	2,00	2400	0,2	54720	209,1
ΔРнев=100∙(210,0-209,1)/210,0=4,3 %
Направление 25 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР23=154,4 кПа
25	50,20	144	2,002	1,437	1,437	40	1,80	2800	0,2	168672	168,7
ΔРнев=100∙(168,7-154,4)/168,7=8,5 %
Направление 26 (увязка)
ΔРрасп.=ΣΔР22=104,8 кПа
26	14,00	144	2,002	1,437	1,437	32	1,60	6000	0,2	100800	100,8
ΔРнев=100∙(104,8-100,8)/104,8=3,8 %