Курсовая работа: Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Введение

теплоснабжение здание водоснабжение микрорайон

Теплоснабжение населенных пунктов имеет большое народнохозяйственное значение. По своей значимости система теплоснабжения не уступает другим системам инженерного оборудования - системам электроснабжения, топливоснабжения, водоснабжения, без которых немыслима жизнь современного населенного пункта.

Системы централизованного теплоснабжения характеризуется сочетанием трех основных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплоиспользования (теплопотребления) отдельных зданий или сооружений. В общегородских системах теплоснабжения является целесообразной совместная выработка теплоты и электроэнергии. Это обеспечивает существенную экономию топлива по сравнению с обычной выработкой теплоты в котельной, а электроэнергии - на тепловых электростанциях за счет сжигания тех же видов топлива.

Важной составной частью систем централизованного теплоснабжения являются тепловые сети, предназначенные для транспортирования и распределения теплоносителя, связывая источник теплоснабжения с большим числом потребителей, тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев систем теплоснабжения. Соблюдение этого требования достигается не только рациональным проектированием и строительством тепловых сетей, но также и правильной эксплуатацией, поддерживанием соответствующих режимов, организацией контроля и профилактических мероприятий.

Тепловые сети являются весьма дорогостоящими сооружениями, на их строительство и эксплуатацию затрачивается значительные средства. В связи с повышением требований к чистоте воздушного бассейна городов и поселков крупные тепловые станции стали сооружать за пределами городской черты на значительном расстоянии от районов теплового потребления. Это вызывает необходимость строительства протяженных транзитных магистралей, что в свою очередь требует увеличения капитальных затрат. В настоящее время теплоснабжение сельских населенных пунктов осуществляется от менее крупных теплоисточников, которые зачастую располагаются в пределах жилой застройки. Это влечет за собой отсутствие протяженных магистралей, но приводит к загрязнению воздушного бассейна.

Бесперебойная и экономичная работа систем централизованного теплоснабжения зависит от качества разработанного проекта, строительства и технической эксплуатации. От надежной работы системы теплоснабжения зависит обеспечение комфортных условий труда и быта во всех жилых, общественных и производственных зданиях, с постоянным или периодическим пребыванием людей.

В настоящее время задача теплоснабжения жилых микрорайонов заключается в обеспечении каждому жителю отопление и вентиляцию его жилища на комфортном уровне, бесперебойную подачу горячей воды надлежащей температуры и качества, при этом жителю должны быть созданы условия по оплате этой услуги в том объеме, в котором он её потребил. Эти задачи должны осуществляться при минимальной затрате средств и с использованием прогрессивных технических решений.

1. Постановка цели и задачи исследования. Исходные данные

Целью домашнего задания является расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

Исходные данные:

1. План района представлен на рис 1.1.

2. Характеристика абонентов (потребителей тепла) присоединяемых к системе теплоснабжения представлена в табл.1.1

Рис.1.1. План жилого микрорайона

Таблица 1.1.

Микрорайон находится в городе Омске, согласно СНиП 23-01-1999 «Строительная климатология»:

Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления =-37°С (смотри СНиП или Прилож. 1). Расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции =-37°С (смотри СНиП или Прилож 1.[1].

График теплоснабжения от источника тепла , = 70°С (смотри п. 3.2 своего варианта по ДЗ).

Система теплоснабжения района двухтрубная, водяная, закрытая. Система горячего водоснабжения здания присоединена к тепловым сетям через водонагреватели, когда вся сетевая вода из системы теплоснабжения возвращается к источнику. Система теплоснабжения закрытого типа в отличие от открытой обеспечивает постоянство гидравлического режима и уменьшает затраты на подготовку воды.

Присоединение систем отопления абонентов к тепловой сети - замкнутое

Схема системы ГВС здания двухступенчатая.

Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижней ступени подогрева холодная водопроводная вода предварительно подогревается за счет теплоты воды, возвращаемой из абонентской отопительной установки, благодаря чему уменьшается тепловая производительность подогревателей верхних ступеней и снижается расход на покрытие нагрузки горячего водоснабжения. В верхней ступени подогревателей происходит догрев водопроводной воды до необходимой температуры.

Способ прокладки трубопроводов системы теплоснабжения принят подземный в непроходных каналах.

Для снижения тепловых потерь трубопроводы выполнены теплоизолированными. Тепловая изоляция служит для уменьшения тепловых потерь и обеспечения допустимой температуры изолируемой поверхности.

При разработке системы теплоснабжения применяем предизолированные пенополиуритановые трубы. Особенности предизолированых ППУ труб. Технология бесканальной прокладки индустриально изолированных трубопроводов является прогрессивным способом экономии энергоресурсов.

Трубопроводы предварительно изолированные пенополиуретаном (ППУ) в гидрозащитной трубе - оболочке представляют собой жесткую конструкцию «Труба в трубе», состоящую из стальной трубы (рабочей), изолирующего слоя из жесткого ППУ и внешней защитной трубы-оболочки из полиэтилена (ПЭ) низкого давления для подземной прокладки или спирально-навивной трубы-оболочки из тонколистовой оцинкованной стали - для надземной прокладки.

«Труба в трубе» - это единая конструкция за счет обеспеченных технологией изготовления связей между стальной трубой и слоем ППУ-изоляции, между слоем ППУ-изоляции и трубой-оболочкой. Прочное сцепление достигается предварительной дробеструйной обработкой стальной трубы, оптимальной характеристикой ППУ-изоляции обработкой электрическим коронным разрядом поверхности полиэтиленовой трубы-оболочки. Трубопроводы в ППУ-изоляции предназначены для прокладки тепловых сетей с постоянной температурой до 120 °С, а также для прокладки тепловых сетей работающих по графику качественного регулирования с температурой теплоносителя до 150 °С.

Минусами такой системы является относительно высокая цена готовой предизолированной трубы, что окупается уменьшением затрат на обслуживание.

Сравнение свойств ППУ-изоляции с другими видами изоляционных материалов представлено в табл. 1.2.

Таблица 1.2Сравнение свойств теплоизоляционных материалов.

Применение индустриально изолированных труб (рис. 2) позволяет избежать ежегодных летних отклонений горячего водоснабжения в домах для проведения профилактических работ благодаря наличию СОДК. В результате высокого технического совершенства предизолированных трубопроводов (ПИ - трубопроводов), упрощение их строительства, эксплуатации и ремонта, технико-экономическая эффективность использования ПИ-трубопроводов наиболее высокая.

Рис 1.2. Индустриально изолированная труба

1-труба, 2-антикоррозионное покрытие, 3- пенополиуретан, 4- стальная сетка

В табл. 1.3 приведено преимущество ПИ-трубопроводов в сравнении с трубопроводами с теплоизоляцией из минеральной ваты.

Таблица 1.3 Преимущества ПИ-трубопроводов в сравнении с трубопроводами с теплоизоляцией из минеральной ваты

В разрабатываемой системе теплоснабжения присоединение абонентов осуществляется посредством ИТП (одноступенчатая тепловая сеть - отсутствует ЦТП), который обеспечивает сравнительно небольшую производственную мощность и рассчитан на обогрев одного здания.

Ощутимого эффекта экономии тепловой энергии в системах теплоснабжения (до 20-30 %) можно достичь за счет автоматического регулирования теплопотребления. Наиболее полно и эффективно задачи автоматизации могут быть реализованы с помощью индивидуальных тепловых пунктов зданий (ИТП) с возможностью регулирования теплопотребления по желанию потребителя в зависимости от температуры наружного воздуха, назначения объекта и пр. Экономия при установке таких ИТП достигается за счет компенсации инертности ЦТП или котельной в моменты изменения температуры наружного воздуха (погодная компенсация), а также за счет возможности автоматического снижения температуры внутри здания в ночное время и в выходные дни (для административных зданий, учебных корпусов и т.п.). Требования по оснащению ИТП изложены в СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» и СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

На рис. 1.3-1.4 приведены примеры схем построения ИТП с описанием работы применяющегося в них оборудования. Эти схемы носят упрощенный характер и показывают только основное оборудование, входящее в состав теплового пункта. Погодную компенсацию расхода и температуры теплоносителя в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляет одноканальный электронный регулятор (8), используя информацию датчиков температуры (10, 11) и управляя регулирующим клапаном (14), установленном в контуре греющего теплоносителя, и насосом (12) в контуре нагреваемой (водопроводной) воды системы отопления. Процесс регулирования может также корректироваться по дополнительно устанавливаемому в помещении датчику температуры внутреннего воздуха, учитывая инерционность здания и системы отопления. Регулирование температуры воды в системе горячего водоснабжения (ГВС) выполняет регулятор температуры прямого действия с коррекцией по расходу горячей воды (16). Примененный в схеме регулятор обеспечивает быстрый нагрев воды при открытии даже одного водоразборного крана и мгновенно закрывает подачу греющего теплоносителя в водоподогреватель при прекращении водоразбора в системе ГВС. Для стабилизации гидравлического режима в тепловых сетях и улучшения работы регулирующих клапанов в системах отопления и ГВС в схеме предусмотрен моноблочный регулятор перепада давления (13). Перепускной клапан (7) устанавливается в том случае, если радиаторы отопления оборудованы терморегуляторами (15), и обеспечивает циркуляцию воды через насос в случае их полного закрытия. Одноканальный электронный регулятор (8), получая информацию от датчика температуры наружного воздуха (11) и датчиков температуры теплоносителя в прямом и обратном трубопроводе системы отопления (10), осуществляет регулирование расхода и температуры теплоносителя для системы отопления, управляя регулирующим клапаном (14) и насосом системы отопления (12). Возможна корректировка процесса регулирования по дополнительно устанавливаемому в помещении датчику температуры внутреннего воздуха. Температура воды в системе ГВС в данной схеме поддерживается регулятором прямого действия (19), который представляет собой сочетание универсального термоэлемента и регулирующего клапана необходимого диаметра. Вместо регулятора прямого действия возможно использование для регулирования температуры горячей воды второго электронного регулятора. Постоянный перепад давления на вводе в здание обеспечивается регулятором перепада давления (13).