Разработка системы горячего водоснабжения жилого дома (стр. 1 из 4)

Введение

Выполнение курсовой работы один из этапов подготовки студентов специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

В курсовой работе требуется разработать систему горячего водоснабжения жилого дома, произвести подбор и расчет оборудования местного теплового пункта, включая подогреватели и счетчики воды.

В процессе работы студент должен приобрести навыки самостоятельного решения поставленных задач; уметь применять существующие методы расчета систем горячего водоснабжения; уметь пользоваться технической, справочной и нормативной документацией.

1. Выбор системы ГВС

Система ГВС служит для подготовки и подачи горячей воды к санитарно-техническим приборам, технологическому оборудованию и включает в себя: установку для приготовления горячей воды, внутридомовые разводящие и циркуляционные трубопроводы, водоразборные приборы. При закрытой системе теплоснабжения и отсутствии центрального теплового пункта необходимо устанавливать подогреватель ГВС в местном тепловом пункте здания. Схема трубопроводов системы ГВС – с нижней разводкой (здание бесчердачное с подвалом). Все стояки одинакового назначения принимаются с диаметрами: водоразборные 25 мм, циркуляционные 15 мм. Полотенцесушители включаются в водоразборные стояки по проточной схеме, выпуск воздуха – через краны приборов верхнего этажа. Трубопроводы прокладываются с уклоном 0,002. На основании исходных данных (план этажа и подвала) производится компоновка оборудования МТП и производится построение схемы трубопроводов системы ГВС и МТП.

2. Тепловой баланс системы

Выбор схемы присоединения подогревателей ГВС

В системе теплопотребления жилого дома теплота расходуется на отопление и горячее водоснабжение. В зависимости от соотношения указанных тепловых нагрузок выбирается схема присоединения подогревателей ГВС.

Вероятность использования водоразборных приборов в час наибольшего водопотребления:

где U – число потребителей горячей воды в здании;

N – число установленных водоразборных приборов;

– норма расхода горячей воды, л, потребителем в час наибольшего водопотребления;

q – секундный расход горячей воды одним водоразборным прибором, л/с.

Максимальный часовой расход горячей воды на здание в целом:

,

где q_ч – часовой расход горячей воды одним водоразборным прибором;

α – безразмерная величина, зависящая от общего количества водоразборных приборов N на расчетном участке и вероятности их использования Р_ч в час наибольшего водопотребления.

По значению

Максимальный часовой расход теплоты на ГВС:

где ρ – плотность воды, кг/м³;

с – теплоемкость воды, Дж/(кгК);

t_г^ср – средняя температура горячей воды в трубопроводах водоразборных стояков принимается равной 55ºС [1] ;

t_хз – температура холодной воды в сети водопровода принимается равной 5ºС [1];

G_ч – расход горячей воды в час наибольшего водопотребления, м³/с;

Q_п, Q_ц – потери теплоты подающим и циркуляционными трубопроводами системы ГВС, Вт.

На начальной стадии проектирования системы ГВС диаметры и длины трубопроводов не известны, поэтому сумма Q_п+Q_ц ориентировочно может быть оценена коэффициентом 1,06.

Средний часовой расход воды на ГВС:

где k_ч – коэффициент часовой неравномерности расхода теплоты в течении суток (k_ч=2–2,4) [2].

Расчетный расход теплоты на отопление жилого здания по укрупненным показателям:

,

где а – поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий, равный:

где q_уд – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³К);

V – наружный объем здания, м³;

t_ср – средняя температура воздуха в помещениях здания, °С;

t_но – расчетная температура наружного воздуха, °С.

Относительный расход теплоты на ГВС:

При ρ=0,52 используется двухступенчатая смешанная схема присоединения подогревателей ГВС, но в целях упрощения схемы при

допускается использовать параллельную схему присоединения.

Расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, при качественном регулировании отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения определяются по соотношениям:

а) на отопление:

б) средний и максимальный на ГВС при параллельной схеме:

в) суммарный расчетный расход сетевой воды:

где τ₁, τ₂ – температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при температуре наружного воздуха соответствующей расчетной температуре для системы отопления, °С;

– температура сетевой воды в подающем трубопроводе и после параллельно включенных подогревателей ГВС при температуре наружного воздуха, соответствующей точке излома температурного графика (рекомендуется принимать );

k₃ – коэффициент запаса, учитывающий долю среднего расхода воды на ГВС (при Q_о^макс <100МВт – k₃=1,2).

3. Расчет расходов горячей воды

Перед выполнением расчетов вычерчивается в масштабе схема системы ГВС. На схеме намечаются ориентированные по плану здания вводы водопровода и тепловой сети, размещаются подогреватели, насосы, водомеры и запорная арматура, трубопроводы, стояки и водоразборные приборы.

Трубопроводы разбиваются на расчетные участки. Участки нумеруются в направлениях от наиболее удаленной точки водоразбора к подогревателю. Размеры участков определяются по планам здания. При этом высота подвала принимается равной 2 м, а высота этажа 3 м.

3.1 Расчет секундных расходов горячей воды

В зависимости от степени благоустройства здания установлены нормы расхода горячей воды [3]. Однако ввиду периодичности потребления фактический расход воды может значительно отличаться от нормативного, поэтому гидравлический расчет трубопроводов системы ГВС производят по фактическим секундным расходам, которые принимаются за расчетные.

Максимальный расчетный секундный расход горячей воды, л/с, на расчетных участках трубопровода определяется по формуле:

где q – расход горячей воды одним водоразборным прибором в л/с;

α – безразмерная величина.

На схеме трубопроводов выделяют расчетную – наиболее протяженную и загруженную магистраль, которая начинается в точке присоединения наиболее высоко расположенного водоразборного прибора на самом удаленном от подогревателя стояке. Результаты расчета секундных расходов воды на каждом расчетном участке заносятся в таблицу1.

Таблица 1 – Расчет секундных расходов горячей воды

№ уч.	N	U	U/N	Расход воды			вероятность действия прибора	NPч	α	Секундный расход воды, Gс,л/с
				q, л/с	qч, л/с	qч/q
1-2	1	4	4	0,14	7,9	56,43	0,063	0,294	0,294	0,205
2-3	2	4	2	0,2	10	50	0,0278	0,0556	0,281	0,281
3-4	3	4	1,333	0,2	10	50	0,0185	0,0556	0,281	0,281
4-5	3	4	1,333	0,2	10	50	0,0185	0,0556	0,281	0,281
5-6	6	8	1,333	0,2	10	50	0,0185	0,111	0,344	0,344
6-7	9	12	1,333	0,2	10	50	0,0185	0,1667	0,413	0,413
7-8	12	16	1,333	0,2	10	50	0,0185	0,2222	0,470	0,470
8-9	24	28	1,166	0,2	10	50	0,0162	0,3888	0,602	0,602
9-10	36	40	1,111	0,2	10	50	0,0154	0,7407	0,826	0,826
10-11	48	56	1,166	0,2	10	50	0,0162	0,7777	0,847	0,847
11-12	96	112	1,166	0,2	10	50	0,162	1,5555	1,240	1,240

3.2 Расчет циркуляционных расходов горячей воды

Циркуляция необходима для предотвращения остывания горячей воды в трубопроводах при незначительном водоразборе или его полном прекращении.

Циркуляционные расходы, л/с, рассчитываются по формуле: