Дипломная (вкр): Проектирование индивидуальных тепловых пунктов для обеспечения теплоснабжения нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания

Для oбecпeчeния необходимого напора горячей воды у потребителей в летний период по открытой схеме без циркуляции, проектом предусмотрено:

установка многоступенчатого насоса с частотным приводам СRЕ 3-23 для летнего ГВС II зоны;

установка многоступенчатого насоса с частотным приводом СRЕ 3-36 для летнего ГВС III зоны;

установка реле давления (прессостат) КРI-З6 фирмы «Данфосс» на линии напора насоса ЛГВС II зоны;

установка реле давления (прессостат) КРI-З6 фирмы «Данфосс» на линии напора насоса ЛГВС III зоны;

установка преобразователей давления MBS 3000 фирмы «Данфосс» на линиях напора насосов ЛГВС;

установка напорного гидробака DЕ 100 (1 шт.) фирмы «REFLEX» для горячего водоснабжения II зоны.

Бак подключается к линии напора насоса;

установка напорного гидробака DЕ 100 (1 шт.) фирны «REFLEX» для III зоны горячего водоснабжения. Бак подключается к линии напора насоса;

для защиты насосов от работы по «сухому ходу», предусмотрена установка реле давления (прессостата) KPI-35 фирмы «Данфосс». Реле давления устанавливаются на всасывающей магистрали насосов.

. Автоматизация, теплоснабжение

Автоматизация технологических процессов по тракту отопления, вентиляции и ГВС разработана в объеме, достаточном для работы без постоянного обслуживающего персонала и предусматривает: АВР насосов циркуляции отопления и вентиляции;

подпитку внутреннего контура отопления в автоматическом режиме;

сигнализацию состояния оборудования.

Погодную компенсацию и регулирование температуры воды горячего водоснабжения в течение отопительного сезона выполняют регуляторы ECL Comfort 300 и ECL Comfort 200 фирмы «Данфосс», которые обеспечивают:

автоматическое поддержание заданного температурного режима систем отопления и вентиляции в зависимocти от температуры наружного воздуха;

поддержание постоянной температуры воды на ГВС при переменном водоразборе у потребителей;

ночное понижение температуры теплоносителя в системе отопления (при необходимости).

. Арматура

В проекте предусмотрена установка следующей арматуры и оборудования:

. По контуру наружной теплосети:

запорной арматуры под приварку «Балломакс», Tmax=2000C, Ру=25 бар. 2. По контуру систем отопления и вентиляции:

запорной арматуры под приварку «Балломакс», Tmax=2000C, Ру=25 бар;

дисковых поворотных затворов FL-З фирмы «Сигевал», Tmax=1100C, Ру=16 бар.

. По контуру систем ГВС:

запорной арматуры под приварку «Балломакс», Tmax=2000C, Ру=25 бар;

дисковых поворотных затворов FL-3 фирмы «Сигевал», Tmax=1100C, Ру=16 бар.

запорной арматуры с резьбовым присоединением фирмы «Данфосс», Tmax=1200C, Ру=15 бар

На сливных и дренажных трубопроводах используется арматура с резьбовым соединением. При обвязке арматуры с резьбовым присоединением, использовать водогазопроводные трубы.

II. Технологическая часть

. Расчет тепловой схемы ИТП на максимально - зимний режим

Таблица № 2.1.

Расчетный температурный график τ1/τ2 = 150/70 оС.

ИТП работает по трехконтурной схеме - один контур на отопление, второй контур на вентиляцию, третий контур на ГВС. Схема теплоснабжения ИТП - 2-х трубная, независимая на отопление и вентиляцию с закрытым водоразбором на ГВС с циркуляцией.

Теплоноситель для системы отопления - вода с расчетным температурным графиком τ11/τ22 = 90/70оС.

Расчет отопления

.        Расчетный расход сетевой воды на отопление:

кг/с = 9,39 т/ч

2.      Расчетный расход воды внутреннего контура на отопление:

кг/с = 37,55 т/ч

3.      Подбор теплообменника производим по известным данным:

Расход воды: кг/с = 9,39 т/ч

Температура греющей воды (на входе):

Температура греющей воды (на выходе):

Температура нагреваемой воды (на входе):

Температура нагреваемой воды (на выходе):

Задаемся гидравлическим сопротивлением: греющая сторона - ∆Pо 1 = 0,2 бар; нагреваемая сторона - ∆Pо2 = 0,2 бар. Мощность теплообменного аппарата (см. исходные данные): Qоmax=751 Гкал/ч = 873 КВт.

С помощью программы CAS 200, установленной в фирме «Акватерм», производился выбор теплообменника.

Тип теплообменного аппарата: M10-BFG. Количество пластин - 51 штук. Гидравлическое сопротивление (при расчетном расходе): греющая сторона - 0,046 бар, нагреваемая - 0,299 бар. Коэффициент запаса - 5%.

4.      Результаты гидравлического расчета по программе GIDRO.

.1.     Контур теплосети, отопление:

Расчетный расход теплосети (см.п.1): Gс.орасч=2,6 кг/с =9,39 т/ч

Диаметр трубопровода обвязки D11 - D21 = 65 мм при заданной скорости среды - υот = 0,7 м/с, гидравлическом сопротивлении обвязки - ∆Pот обв = 0,07 бар и гидравлическом сопротивлении теплообменника отопления (см.п.3) - ∆Pот ТО = 0,046 бар. Суммарное гидравлическое сопротивление - ∆Pот. об = 0,116 бар.

Найдем диаметр трубопровода обвязки по формуле:

м = 68мм

Принимаем D = 65 мм.

4.2.   Внутренний контур, отопление:

Расчетный расход циркуляции (см.п.2): Gвн.о расч = 10,43 кг/с =37,55 т/ч.

Гидравлическое сопротивление системы отопления (см. исходные данные) - ∆Pот = 0,65 бар. Диаметр трубопровода обвязки по программе GIDRO D12 - D22 = 100 мм при максимальной скорости среды - υвн.о = 1,4 м/с, гидравлическом сопротивлении обвязки - ∆Pвн.о = 0,063 бар и гидравлическом сопротивлении теплообменника отопления (см.п.3) - ∆Pвн.о ТО = 0,299 бар. Суммарное гидравлическое сопротивление - ∆Pвн. об = 0,362 бар.

Рассчитаем диаметр трубопровода обвязки по формуле:

м = 97мм

Принимаем D = 100 мм.

5.      Подбор регулирующего клапана на отопление (по ГОСТ 16443-70):

.1.     Располагаемый перепад теплосети находится по формуле:

бар = 0,15 МПа

Максимальный расход среды: Gmax = Gс.о расч = 2,61 кг/с = 9,39 т/ч

Суммарные потери давления: ∆Pт max = ∆Pот. об = 0,65 бар = 0.065 МПа

5.2.   Перепад давления на клапане:

бар = 0,085 МПа

5.3.   Максимальная расчетная пропускная способность клапана:

 м3/ч, где

γ0 = 0.917 г/см3 - средняя плотность внешнего теплоносителя при 150 - 70оС

5.4.   Требуемая пропускная способность клапана:

м3/ч

Подбор клапана фирмы «Данфосс»:

условная пропускная способность клапана - Kv y = 25 м3/ч

условный диаметр клапана - Dу = 40 мм

ход штока клапана - hшт = 10 мм

.5. Максимальный относительный расход через клапан:

Максимальный относительный ход штока клапана - hmax = 0.6

5.6.   Минимальный располагаемый перепад теплосети для обеспечения

заданного расхода:

бар = 0,026 МПа

5.7.   Максимальное усилие перемещения:

, где

 м2 - площадь сечения клапана

Н

6.      Подбор насосного оборудования:

Расчетный расход воды внутреннего контура на отопление:

Gвн.о расч = 10,43 кг/с = 37,55 т/ч (см.п.2)

Гидравлическое сопротивление системы известно - ∆Pот = 0,65 бар = = 0,065 МПа

Потери на балансировочных клапанах принимаем - ∆Pбал = 0,2

Суммарное гидравлическое сопротивление оборудования (результаты гидравлического расчета) - ∆Pвн.об = 0,36 бар = 0,036 МПа

.1.     Требуемый напор насоса циркуляции:

1.1.   бар = 0,121 МПа

Подбор насосов в фирме «Акватерм» производится по установленной программе WinCAPS. По программе определили:

марка насоса TPD 80-170/4

подача насоса на расчетной точке Gнас = 34,4 м3/ч

напор насоса на рабочей точке Ннас = 1.37 бар = 0.137 МПа

питание U = 3х380 В, 50 Гц

номинальная потребляемая мощность Р = 4,8 кВт

максимальный ток Imax = 10,8 А

7.      Расчет объема расширительных баков:

Объем системы (см. исходные данные): Vе = Vот = 4506 литров

.1.     Давление в системе:

бар = 0,43 МПа

7.2.   Объем расширения при разогреве на 70оС:

 литров

7.3.   Минимальный объем воды в баке:

 литров

, где

бар = 1 МПа

Таким образом, бар

Максимальное рабочее давление в системе принимаем Pр = 8 бар = 0,8 МПа

Минимальное рабочее давление принимаем Pрmin = 4,5 бар = 0,45 МПа

7.5.   Номинальный расчетный объем бака:

литров = 0,498м3

Номинальный объем бака по каталогу подбираем Vкат = 500 литров.

7.6.   Начальное давление накачки бака:

 бар = 0,376 МПа

В дальнейших расчетах используем Pизб = 0,376 МПа

8.      Расчет подпиточных и предохранительных устройств:

Объем системы (см. исходные данные) - V = Vот = 4506 литров

.1.     Объем подпитки находится по формуле:

 л/ч

Давление воды (см. исходные данные) - P2 = 2,43 бар

8.2.   Давление включения станции подпитки:

 бар = 0,54 МПа

Для создания перепада в системе отопления 0,1 МПа принимаем давление включения станции подпитки Pвкл = 0,55 МПа.

Давление выключения станции подпитки принимаем Pвыкл = 6,5 бар=0,65МПа

8.3.   Располагаемый перепад давления на подпитку:

 бар = 0,1 МПа

8.4.   Требуемый напор подпиточного насоса без учета подпора (с запасом 10%):

бар = 0,338 МПа

9.      Подбор электромагнитного клапана:

.1.     Максимальная пропускная способность клапана, без учета подачи насоса:

 м3/ч

9.2.   Требуемая пропускная способность клапана:

м3/ч

Подбираем клапан:

условная пропускная способность клапана Kvу = 9.9 м3/ч

условный диаметр клапана Dу = 25 мм

.3. Максимальная производительность клапана при располагаемом перепаде:

 м3/ч

Подбор предохранительных клапанов по ГОСТ 12.2.85:

избыточное давление срабатывания клапана - Pсраб = Pоmax = 10 бар = 1 МПа

коэффициент расхода α = 0.1

- необходимая производительность Gпк = kKvmax = 0,52 м3/ч

наименьший диаметр седла dс = 32 мм

.1. Площадь сечения седла клапана:

 мм2 - площадь сечения клапана

.2. Требуемая площадь сечения седла:

, где

γ1 = 0.973 г/см3 - средняя плотность внутреннего теплоносителя при 95-70оС

мм2

Выбираем число клапанов N = 1.

.3. Коэффициент пропускной способности группы клапанов:

м3/час

.4. Расчетная производительность группы клапанов:

м3/ч

Расчет вентиляции

1. Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию:

кг/с = 50,35 т/ч

. Расчетный расход воды внутреннего контура на вентиляцию:

кг/с = 201,4 т/ч

3. Подбор теплообменника производим по известным данным:

Расход воды: кг/с = 50,35 т/ч

Температура греющей воды (на входе):

Температура греющей воды (на выходе):

Температура нагреваемой воды (на входе):

Температура нагреваемой воды (на выходе):

Задаемся гидравлическим сопротивлением: греющая сторона - ∆Pв1=0,2 бар; нагреваемая сторона - ∆Pв2 = 0,2 бар. Мощность теплообменного аппарата (см. исходные данные): Qвmax=4,028 Гкал/ч = = 4684 КВт.

С помощью программы CAS 200, установленной в фирме «Акватерм», производился выбор теплообменника.

Тип теплообменного аппарата: M15-МFG. Количество пластин - 134 штук. Гидравлическое сопротивление (при расчетном расходе): греющая сторона - 0,068 бар, нагреваемая - 0,6 бар. Коэффициент запаса - 12%.

. Результаты гидравлического расчета по программе GIDRO.

4.1. Контур теплосети, вентиляция:

Расчетный расход теплосети (см.п.1): кг/с = 50,35 т/ч

Диаметр трубопровода обвязки D11 - D21 = 125 мм при заданной скорости среды - υв = 1,19 м/с, гидравлическом сопротивлении обвязки - ∆Pв обв = 0,013 бар и гидравлическом сопротивлении теплообменника отопления (см.п.3) - ∆Pв ТО = 0,068 бар. Суммарное гидравлическое сопротивление - ∆Pв. об = 0,081 бар.

Найдем диаметр трубопровода обвязки по формуле:

м = 123 мм