Проектирование, монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию автоматизированной системы отопления офисного здания

1. Генеральный план.cdw

Одноэтажное офисное здание
Архитектурные решения
штукатурка внутрянняя
Кабинет главного инженера
Кабинет на 3 рабочих места
Кабинет генерального директора
Экспликация помещений

отзыв рук-ля.docx

ФГБОУ ВО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Энергетический
Кафедра: Теплотехника и энергообеспечение предприятий
Направление: 140100 Теплотехника и теплоэнергетика
Профиль подготовки: Энергообеспечение предприятий
Форма обучения: Очная
руководителя дипломного проекта студента
Коровина Дмитрия Владимировича
Тема дипломного проекта: «Проектирование монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию автоматизированной системы отопления офисного здания».
Введениеновых болеежестких нормативов по энергосбережению вызвалонеобходимостьрадикального пересмотра принциповпроектирования истроительствазданий. Перспективными направлениями являются применение современных изоляционных материалов совершенствование систем отопления и вентиляции поэтому вопросы затрагиваемые в дипломном проекте Коровиным Д.В. следует считать весьма актуальным.
В ходе работы над дипломным проектом Коровиным Д.В. были выполнены расчет изоляции конструкции наружного ограждения теплотехнический расчет здания гидравлический расчет системы теплоснабжения выбрано основное и вспомогательное оборудование. Кроме того рассчитанная система отопления смонтирована и введена в эксплуатацию автором проекта самостоятельно.
Вопросы безопасности и экологичности проекта отображены в достаточно полном объеме. Экономическая эффективность предлагаемых решений обоснована. Срок окупаемости капиталовложений составил 34 года.
Коровин Д.В. работал над дипломным проектом самостоятельно ритмично в срок выполняя график календарных работ. В процессе работы показал знания как по общим так и по специальным дисциплинам умение работать с литературными источниками и способность анализировать и решать задачи на высоком уровне.
Дипломный проект Коровина Д.В. выполнен в полном объеме и в соответствии с требованиями предъявляемым к выпускным квалификационным работам и заслуживает оценки «отлично».

3. Система отопления (изометрия).cdw

Трехходовой кран с сервоприводом
Система теплоснабжения
одноэтажного офисного
Экспликация радиаторов отопления

1 Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет: Энергетический
Кафедра: Теплотехника и энергообеспечение предприятий
Направления: 140100 Теплотехника и теплоэнергетика
Профиль подготовки: Энергообеспечение предприятий
Форма обучения: Очная
КОРОВИН ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНТАЖ И ПОДГОТОВКА К ВВОДУ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ОФИСНОГО ЗДАНИЯ
Зав. кафедрой: к.т.н. доцент __Динисламов М.Г.
(ученая степень звание Ф.И.О.)
Руководитель: к.т.н. асс. Махиянов У.А.
- по экономике ст.преп. Кипчакбаева Э.Р.
жизнедеятельности: к.т.н. асс. Махиянов У.А.
Нормоконтроль: к.т.н. ст.преп.Абраров М.А.

6 ПЗ готовая версия.docx

ОБЗОР СУЩИСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ БЫТОВЫХ КОТЛОВ9
1Газовый котел с закрытой камерой сгорания11
2Газовый котел с открытой камерой сгорания12
3Конденсационный газовый котел14
4Котел на отработанном моторном масле16
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИССЛЕДУЕМОГО ПОМЕЩЕНИЯ18
1 Расчет тепловых потерь до проведения энергосберегающий
2 Расчет годовой нагрузки на систему отопления до внедрения
энергосберегающих мероприятий27
3 Разработка комплекса энергосберегающих мероприятий27
4 Расчет годовой нагрузки на систему отопления после проведения
энергосберегающих мероприятий31
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАЖЕНИЯ32
ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ39
1 Выбор газового одноконтурного котла39
2 Выбор расширительного бака40
3 Выбор числа секций и марки радиаторов отопления41
4 Выбор циркуляционного и перепускного насосов43
5 Выбор системы автоматизации системы отопления44
МОНТАЖ И ПОДГОТОВКА К ВВОДУ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ46
1 Монтаж отопительного котла46
2 Монтаж радиаторов отопления47
3 Монтаж полипропиленовых трубопроводов48
4 Монтаж и герметизация резьбовых соединений49
5 Подготовка системы отопления к вводу в эксплуатацию50
ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ51
1 Составление сметы капитальных вложений51
2 Технико – экономическое сравнение 53
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 56
1 Общая характеристика56
2 Защитные мероприятия56
3 Расчет заземляющего устройства57
4 Мероприятий по молниезащите60
5 Безопасность труда при монтаже и эксплуатации газового котла61
6 Вопросы экологии при эксплуатации генераторов тепла (котлов)63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК68
Актуальность. Для ряда зданий централизованное теплоснабжение неприемлемо по ряду причин в том числе из-за отсутствия возможности подключения к нему и дороговизна. В силу этого наиболее рациональными системами для таких зданий следует считать автономные системы отопления.
Автономным источником тепловой энергии в большинстве случаев является собственный котел работающий от электричества на газообразном или жидком топливе.
Задачи решаемые при проектировании. Современная система теплоснабжения должна быть автоматизирована. Автоматизация диктуется жизненной необходимостью и требованиями строительных норм и правил (СНиП). Автоматизация решает несколько задач:
) обеспечение в различные периоды времени стабильных комфортных или пониженных температур воздуха в отапливаемых помещениях на уровнях заданных самим потребителем;
)экономия тепловой энергии или топлива а также средств расходуемых на их оплату которая достигается путем максимального использования для отопления «бесплатных» теплопоступлений в помещениях от людей освещения солнечной радиации электрических приборов снижения температуры воздуха во временно эксплуатируемых помещениях;
)упрощение эксплуатации системы теплоснабжения. Автоматизированная система не требует вмешательства человека для ее управления;
)охрана окружающей среды за счет исключения выбросов в атмосферу продуктов сгорания сэкономленного топлива.
Если офис предназначен для постоянного пребывания то в нем должен быть предусмотрен комплекс удобств обеспечивающий работникам нормальные условия жизнедеятельности. К комплексу удобств относятся система отопления система вентиляции горячее и холодное водоснабжение газификация и электрификация здания.
В дипломном проекте будут спроектированы система отопления также будет проведен расчет дополнительной теплоизоляции фасада и потолка здания с учетом всех перечисленных условий и соблюдением требований СНиП.
Методы и средства которые предполагается использовать для решения этих задач. В ходе проекта будет произведен теплотехнический расчет и определено требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций здания подобрана необходимая толщина дополнительной теплоизоляции произведен выбор генераторов теплоты и схемы теплоснабжения выбраны типы отопительных приборов и приведена схема их размещения составлена гидравлическая схема теплосети и выполнен расчет циркуляционных колец. В проекте также будет выполнен технико – экономический расчет предлагаемых решений.
Перспективы использования материалов проекта на предприятиях АПК. Результаты дипломного проекта могут быть использованы как при проектировании и строительстве офисных и жилых зданий в сельской местности так и для осуществления энергосберегающих мероприятий на предприятиях АПК.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ БЫТОВЫХ КОТЛОВ
Котёл отопительный — это устройство на основе закрытого сосуда в котором теплоноситель нагревается до заданной температуры и служит для обеспечения потребителей теплом и горячей водой.
Современные бытовые отопительные котлы можно разделить на 5 группу по виду используемого топлива: 1 – твердотопливные; 2 - жидкотоплевные; 3 – газовые; 4 – электрические; 5 – смешанные.
Твердотопливный котел— отопительное устройство выполненное изсталииличугуна которое выделяет тепловую энергию в процессе горения твердого топлива. В бытовых моделях подача топлива осуществляется в ручном режиме в промышленных вариантах осуществляется автоматическая подача топлива и извлечениезолы. Используется чаще всего как резервный или в местах где нетгазопровода.
В качестве топлива для твердотопливныех котлов используют торф дрова торфдровауголькоксилитопливные гранулы (пеллеты)— недорогую альтернативугазуинефти. Сжигание отходов деревообработки и сельскохозяйственного производства (опилокщепы подсолнечной лузги) позволяет заодно решить проблему их утилизации .
Современные котлы снабжаются электронными системами управления хотя более дешевые конструкции котлов управляются "в ручную" что делает их энергонезависимым и надежным. Котлам требуется своевременная чистка котла так как без неё снижается производительность устройства и возможен его перегрев а следовательно преждевременный выход из строя.
Многие современные твердотопливные котлы имеют достаточно высокий уровень безопасности автоматизации и КПД. Колебания тепла при использовании таких котлов составляет не более 5.
Современные жидкотопливные котлы представляют собой технологичные и безопасные устройства с ярким набором полезных потребительских характеристик. Котельные установки на жидком топливе не только прекрасно справляются со своей основной задачей – обогрева помещения (плюс подготовка горячей воды в зависимости от модели). Они разработаны для максимально комфортного использования основанного на полноценной автоматизации процесса отопления. В настоящем материале рассматриваются основные моменты которые нужно знать о жидкотопливных котлах при их выборе. Топливом для таких котлов служит дизельное топливо отработавшее масло бензины. [19]
Газовыйкотёл— устройство для получения тепловой энергии в целях главным образом отопления помещений (объектов) различного назначения нагрева воды для хозяйственных и иных целей путем сгорания газообразного топлива. Газообразным топливом для газовых котлов чаще всего является природный газ—метанилипропан-бутан. На сегодняшний день во многих регионах газ является наиболее предпочтительным видом топлива вследствие его основных качеств: дешевизна экономичность легкости пользования и доступности автоматизации газовых котлов.
Электрический котёл(электрокотел)— прибор предназначенный для нагрева электрическим током теплоносителя в момент протекания через него. Электрокотлы нагревающие санитарнуюводудля нуждГВС чаще называютсяэлектрическими водонагревателями(электробойлерами).
Смешанные отопительные котлы имеют возможность работать на двух и более видах топлива.
При работе над данным дипломном работе к качестве отопительного котла рассматривались следующие виды: газовый котел с закрытой камерой сгорания; газовый котел с открытой камерой сгорания; газовый конденсационный котел с открытой камерой сгорания; котел который в качестве топлива используем отработавшее моторное масло.
1 Газовый котел с закрытой камерой сгорания
Современные отопительные котлы работающие на газе - это широкий перечень агрегатов характеризующихся рядом конструкционных технических и эксплуатационных параметров. Основными критериями для классификации газовых отопительных котлов является устройство камеры сгорания. В результате есть котлы с закрытой камерой сгорания и с открытой камерой сгорания. В настоящее время наибольшей востребованностью и актуальностью характеризуются модификации с закрытой камерой что в свою очередь объясняется их очевидными преимуществами.
Благодаря использованию уличного воздуха для обеспечения процесса горения котел с закрытой камерой сгорания является более простым и безопасным с точки зрения повседневной эксплуатации. Например если агрегаты с открытой камерой при установке требуют чтобы помещение где они эксплуатируются в обязательном порядке имело естественную вытяжку и определённый метраж (в зависимости от производительности оборудования) то котлы с закрытой камерой не предъявляют к процессу установки каких-либо особых требований. [14]
Несмотря на отсутствие особенных ограничений по расположению агрегатов с камерой закрытого типа газовые котлы с мощностью более 30 киловатт должны использоваться в отдельных нежилых помещениях. Говоря о конструкционных особенностях таких котлов следует отметить применение коаксиальных дымоходов которые одновременно обеспечивают подачу свежего воздуха в устройство и вывод отработанных газов наружу. Для того чтобы этот сложный процесс осуществлялся без сбоев применяется принудительная вентиляция за счёт вентилятора установленного в дымоходе. Немаловажно при проведении монтажа и пусконаладочных работ правильно подобрать длину коаксиального дымохода так как неверный расчет протяжённости коаксиального дымохода обернется неполным сгоранием топлива.
Принципиальная схема такого котла приведена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 Принципиальная схема газового котла с закрытой камерой сгорания: 1 – коаксиальный газоход; 2 – вентилятор; 3 – теплообменник; 4 – камера сгорания; 5 – горелочное устройство; 6 – расширительный бак; 7 - подающий и обратный трубопроводы.
2 Газовый котел с открытой камерой сгорания
Это одна из разновидностей настенных котлов обладающая очень высоким КПД и небольшим ресурсопотреблением. Газовые котлы отопления с открытой камерой сгорания предназначены в основном для организации систем отопления. Она направлена на нагрев горячей воды и её распространение по всей системе отопления любого жилого помещения. Обычно данный вид котлов используют для обеспечения личных помещений: квартира загородный дом дача и т.д.
Газовые котлы с открытой камерой сгорания или как их ещё называют с естественной тягой — представляют собой наглядный пример классической схемы когда воздух необходимый для горения и работы такого оборудования забирается непосредственно из помещения в котором установлен такой котёл. Другими словами – оборудование самостоятельно потребляет ту необходимую дозу воздуха которая ему требуется для последующего сгорания газа в специальном отсеке газового котла. А вот отработанные газы и продукты горения выводятся через отверстие дымохода наличие которого в данном случае установки такого котла с закрытой камерой сгорания является обязательным. Основным недостатком варианта установки именно такого котла является тот факт что при условии установки котла в жилых помещениях и в случае недостаточно хорошей вентиляции в помещении возможна нехватка кислорода ощущение духоты и даже случаи отравления угарным газом. Именно поэтому специалисты рекомендуют в том случае когда вы останавливаете свой выбор на приобретении котла с открытой камерой сгорания заранее позаботиться о том чтобы выделить для такого оборудования отдельно предназначенное небольшое помещение — котельную. Оно должно соответствовать всем необходимым требованиям вашего отопительного оборудования подходить по размерам и быть оборудовано в соответствии с необходимыми нормами по технике безопасности. Данное помещение также приодеться оборудовать вертикальным дымоходом и вентиляцией (обеспечивающей 3х кратный воздухообмен). Такая мини-котельная станет залогом и гарантией безопасной работы котла с открытой камерой сгорания. [14]
Несмотря на сложность установки и специфику эксплуатации отопительные агрегаты данного типа имеют ряд положительных факторов: относительно низкая цена по сравнения с газовыми котлами где применяется закрытая камера сгорания независимость от электроснабжения поскольку отработавшие газы отводятся естественным путем через газоход.
Принципиальная схема такого котла приведена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 Принципиальная схема котла с открытой камерой сгорания: 1 – газоход для отработавших газов; 2 – камера сгорания; 3 – теплообменник; 4 – горелочное устройство; 5 – расширительный бак; 6 – подающий и обратный трубопроводы.
3 Конденсационный газовый котел
Природный газ - ископаемое топливо которое будет играть также важную роль и в будущем. Поскольку у природного газа высокая теплота сгорания он горит с низкой эмиссией и останется доступным топливом в ближайшие годы. С помощью высокоэффективной газоконденсационной технологии потенциал этого источника энергии может эксплуатироваться с минимальными потерями. Существует возможность получить не только энергию возникающую во время сгорания а также получить дополнительную теплоту от конденсации пара в уходящем газе. Таким образом существенное энергосбережение достигнуто благодаря эффективности газоконденсационной технологии которая безвредна для окружающей среды.
Принципиальная схема работы конденсационного газового котла представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 Принципиальная схема конденсационного газового котла: 1 – газоход; 2 – вентилятор; 3 – конденсатор; 4 – теплообменник; 5 – горелочное устройство; 6 – камера сгорания; 7 – расширительный бак; 8 – подающий и обратный трубопроводы; 9 – конденсатопровод.
Во время сгорания водород содержащийся в газе соединяется с кислородом и образуется пар. Этот пар содержит тепловую энергию которая теряется вместе с уходящими газами через дымовую трубу. Газоконденсационное оборудование использует эту энергию конденсируя пар в котле таким образом теплота конденсации отдает свою энергию отопительному контуру. Это происходит с помощью высокоэффективного теплообменника в конденсационном котле. [14]
Газоконденсационная технология также может быть использована и в старых зданиях. Основное требование это температура обратного трубопровода должна быть меньше 57°C. Этого можно добиться путем дополнительной теплоизоляции здания тем самым уменьшив температуру подающей линии.
4 Котел на отработавшем моторном масле
Одним из рассматриваемых котлов для отопления рассчитанного офисного здания был котел который в качестве топлива использует отработавшее моторное масло.
Современный рынок предлагает покупателю множества моделей котлов использующих в качестве топлива отработанное масло. Отработанное масло – это высококалорийное и недорогое топливо.
Принцип работы системы достаточно прост. Осевой маслонасос подает отработанное масло из расходной емкости в испарительную камеру. Это устройство выполнено из толстостенной металлической трубы выдерживающей высокие температуры. Рабочий режим предполагает нагрев до 40°С. Отработка попадая на дно камеры начинает испаряться превращаясь в масляный пар который поступает в камеру сгорания. Нужно знать что все системы работающие на отработанных маслах предполагают наличие такого устройства для подогрева. Иначе отработка не достигшая нужной температуры будет плохо загораться полностью не прогорит и оставит большое количество сажи которая очень быстро «забьет» устройство. Камера сгорания оборудована перфорированным воздуховодом по которому с помощью вентилятора наддува поступает воздух. Масляные пары смешиваются с ним и полностью сгорают нагревая теплоноситель. Отдавшие свое тепло продукты сгорания направляются в дымоход. [14]
До недавнего времени отработанное моторное масло использовалось в качестве топлива после разработки данного вида котлов появилась возможность существенно экономить денежные средства на отопление загородных домой хозяйственных построек гаражей и т.д.
Принципиальная схема котла работающего на отработавшем моторном масле представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 Схема работы котла на отработавшем моторном масле: 1 - газоход; 2 – вентилятор; 3 – маслопровод; 4 – подающий и обратный трубопроводы; 5 – теплообменник; 6 – чаша для горения; 7 – отвод топочных газов.
Горелки для систем работающих на отработке могут быть разных форм. Главное чтобы соблюдался основной принцип по которому зона где происходит сгорание была расположена ниже зоны смешивания и масло имело возможность спокойно стекать в нее.
Вывод по главе: в качестве автономного источника тепловой энергии был выбран газовой котел с закрытой камерой сгорания в виду отсутствия возможности монтажа в проектируемом здание вертикального газохода. А так же за относительную низкую стоимость.
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИССЛЕДУЕМОГО
Теплотехнический расчет заключается в определении толщины ограждения при которой температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять санитарно-техническим требованиям. Тепловые нагрузки систем отопления характеризуются расчетными тепловыми мощностями потребителей теплоты определенными для максимально холодного зимнего периода.
При расчете тепловых потерь помещением учитываются основные тепло- вые потери через строительные конструкции помещения (стены пол потолок окна двери) и добавочные теплопотери.
1 Расчет тепловых потерь до проведения энергосберегающих мероприятий
Тепловые потери стен в Вт определим по формуле [16]
где - площадь стен здания за вычетом площади окон и двери
– термическое сопротивление материала стены
– температура воздуха внутри помещения принимаем согласно СНиП
02-2003 «Тепловая защита зданий и сооружений»
– наружная расчетная температура для города Уфа и Уфимского
n – поправочный коэффициент к разнице температур n = 1.
Термическое сопротивление материала стены в определим по формуле [16]
где - сумма термических сопротивлений слоев стены
- термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверх
- термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности
Сумму термических сопротивлений в определим по формуле [16]
где и - толщина слоя штукатурки и кирпича соответственно м;
и - коэффициент теплопроводности штукатурки и кирпича соот-
Рисунок 2.1 Конструкция стены: 1 – газобетонный блок толщиной 400 мм марки D400 ; 2 – слой штукатурки
Подставив в формулу (2.3) численные значение определим сумму термических сопротивлений слоев стены
Подставив в формулу (2.2) численные значение определим термическое сопротивление стены
Подставив численные значение в формулу (2.1) определим тепловые потери стенами здания
Тепловые потери окнами здания в Вт определим по формуле [16]
где - суммарная площадь всех окон в здании
Подставив численные значение в формулу (2.4) определим тепловые потери окнами здания
Тепловые потери дверью здания в Вт определим по формуле [16]
Подставив численные значение в формулу (2.5) определим тепловые потери дверью здания
Тепловые потери утепленного пола в Вт определим по формуле [16]
где - площади 123 зон пола соответственно
- термические сопротивления 123 зоны пола соответст
Рисунок 2.2 Разделение пола на зоны
Рассчитаем площади каждой зоны пола
Термические сопротивления утепленного пола в определим по формуле [16]
где - сумма термических сопротивлений слоев пола .
Рисунок 2.3 Конструкция пола: 1 – линолиум; 2 - ОСП;
– пенополистерол; 4 – ЖБ плита.
Подставив в формулу (2.7) численные значение определим термическое сопротивление каждой зоны пола
Подставив в формулу (2.6) численные значения рассчитаем тепловые потри утепленного пола
Тепловые потери потолком здания в Вт определим по формуле [16]
где - площадь потолка в здание ;
- термическое сопротивление утепленного потолка .
Термическое сопротивление утепленного потолка в определим по формуле [16]
где - термическое сопротивление потолка без теплоизоляции
- термическое сопротивление изолирующего материала
Рисунок 2.4 Конструкция потолка:1 – ЖБ плита; 2 – пенополистирол.
Подставив в формулу (2.9) численные значение определим термическое сопротивление утепленного потолка
Подставив в формулу (2.8) численные значение определим тепловые потери потолком
Добавочные тепловые потери учитываются только для наружных стен окон и дверей входной группы.
Добавочные тепловые потери в Вт определим по формуле [16]
где - коэффициент добавочных теплопотерь зависящий от расположения
сторон света относительно здания.
Схема расположения сторон света относительно здания показана на рисунке 2.5
Рисунок 2.5 Схема расположения сторон света относительно здания
Тепловые потери северной и западной сторонами стен здания в Вт определим по формуле [16]
где - площадь северной и западной сторон стен здания .
Подставив в формулу (2.15) численные значение определим тепловые потери северной и западной сторонами здания
Тепловые потери окон расположенных на северной и западной сторонах стен здания в Вт определим по формуле [16]
где - площадь окон расположенных на северной и западной сторонах
Подставив в формулу (2.16) численные значение определим тепловые потери окнами расположенных на северной и западной сторонах здания
Тепловые потери двери расположенной на северной стороне здания определим по формуле [16]
где - площадь двери расположенной на северной стороне здания
Подставив в формулу (2.17) численные значение определим тепловые потери двери расположенной на северной стороне здания
Подставив в формулу (2.14) численные значение определим добавочные теплопотери северной и западной стенами здания
Тепловые потери южной и восточной сторонами стен здания в Вт определим по формуле [16]
Подставив в формулу (2.18) численные значение определим теплопотери южной и восточной сторонами стен здания
Тепловые потери окнами расположенных на южной и восточной сторонах стен здания в Вт определим по формуле [16]
где - площадь окон расположенных на южной и восточной сторонах стен здания
Подставив в формулу (2.19) численные значение определим тепловые потери окнами расположенными на южной и восточной сторонах здания
Суммарные добавочные теплопотери здания определим по формуле [16]
Подставив в формулу (2.20) численные значение определим суммарные теплопотери здания
Общие тепловые потери ограждающими конструкциями здания в Вт определим по формуле [16]
Подставив в формулу (2.21) численные значение определим общие тепловые потери ограждающими конструкциями здания
Полученные тепловые потери офисного здания строительной организации были при эксплуатации электрического котла ЭПО - 15 технические характеристики которого приведены в таблице 1.
Таблица 2.1 Технические характеристики электрического котла ЭПО – 15.
Рабочее давление воды
Опресовочное давление
Диапозон регулировки температур теплоносителя
2 Расчет годовой нагрузки на систему отопления до внедрения энергосберегающих мероприятий
Средние тепловые потери ограждающими конструкциями здания до энергосберегающих мероприятий в Вт определим по формуле [16]
Подставив в формулу (2.23) численные значения определим тепловые потери ограждающими конструкциями здания до внедрения энергосберегающих мероприятий
Годовую нагрузку на систему отопления в здание без теплоизоляции стен в Джгод определим по формуле [16]
где 3600 – переводной коэффициент;
2 – количество суток в отопительном сезоне.
3 Разработка комплекса энергосберегающих мероприятий
В процессе функционирования энергосистемы всех зданий и сооружений потребляются энергоресурсы. Энергосбережение как комплекс мер направленных на сокращение расхода энергии от внешних источников подразумевает в первую очередь использование таких систем которые заведомо экономичнее других.
Следует отметить что сокращение энергопотребления системами отопления вентиляции и кондиционирования воздуха не может осуществляться в ущерб качеству микроклимата. Кроме того снижение энергопотребления должно быть оправдано экономически.
Энергосбережение за счет снижения тепловой нагрузки на системы ото-пления уровнем его теплозащиты технологическим процессом протекающим в помещениях здания являются основными направлениями развития энергосбережения.
После проведенного теплотехнического расчета офисного здания было принято решение о сокращение теплопотерь стенами и потолком здания за счет утепления их пенополистиролом толщиной 50 мм для фасада здания и потолка. Выбор материала обусловлен тем что у него высокие теплозащитные свойства в совокупности с высокой паропроницаймостью что является важным фактором для зданий несущие конструкции которых выполнены из газобетонных блоков для исключения образования плесневого грибка на стенах внутри помещения.
Тепловые потери ограждающими конструкциями здания стены которого утеплены экструдированным пенополистиролом в Вт определим по формуле (2.21)
Рисунок 2.6 Конструкция стены после монтажа теплоизоляции: 1 - штукатурка; 2 – газобетон марки 3 – пенополистирол; 4 штукатурка фассадная.
Термическое сопротивление утепляющего материала в найдем по формуле (2.10)
Термическое сопротивление утепленной стены в найдем по формуле (2.9)
Тепловые потери стен здания утепленных экструдированным пенополистиролом в Вт определим по формуле (2.8)
Добавочные тепловые потери стенами с утепляющим материалом в Вт определим по формуле (2.14)
Суммарные добавочные тепловые потери утепленными стенами в Вт определим по формуле (2.20)
где - площадь потолка в здания ;
- термическое сопротивление потолка до утепления ;
- термическое сопротивление изаляционного материала .
Рисунок 2.7 Конструкция потолка после утепления вторым слоем пенополистерола:1 – ЖБ плита; 2 – первый слой пенополистирола; 3 – добавочный слой пенополистирола.
Термическое сопротивление изоляциооного материала в определим по формуле (10)
Подставив в формулу (2.8) численные значение определим тепловые потери потолком здания после теплоизоляции
Подставив численные значения в формулу (2.21) определим суммарные тепловые потери ограждающими конструкциями здания после энергосберегающих мероприятий
4 Расчет годовой нагрузки на систему отопления после проведения энергосберегающих мероприятий
Средние тепловые потери ограждающими конструкциями здания после проведения энергосберегающих мероприятий в Вт определим по формуле (2.23)
Годовую нагрузку на систему отопления в здание после проведения энергосберегающих мероприятий в Джгод определим по формуле (2.24)
Выводы по главе: В результате проведенного теплотехнического расчета установили что суммарные тепловые потери здания до проведения энергосберегающих мероприятий составляли 128 кВт также выяснили что проведение комплекса работ позволит снизить тепловую мощность системы отопления на 23 кВт.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Задача гидравлического расчета состоит в обоснованном выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок отопительных приборов. Правильный выбор диаметров труб обуславливает экономию тепла.
Гидравлический расчет выполняем способом удельных линейных потерь давления. Разделим циркуляционные кольца на отдельные участки. Для каждого участка определим тепловую нагрузку.
Потери давления на участке трубопровода р Па складываются из линейных и местных потерь и находятся по формуле
где R – удельная линейная потеря давления на один метр трубы Пам;
Z – местные потери давления на участке Па.
Расход на каждом участке Gi кгч определяем по формуле
с – удельная массовая теплоемкость воды с = 419 кДж(кгК);
tп – температура воды в прямой магистрали tг = 90 0С;
tо – температура воды в обратной магистрали tо = 70 0С;
2 –поправочные коэффициенты учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещение 1 = 103 2=102.
Принимаем ориентировочный диаметр трубопровода d = 32 мм. Зная расход воды и диаметр труб по [16] определяем скорость воды в трубах VСт1-2 = 004 мс и удельные линейные потери давления R1-2 = 149 Пам.
На основании расчета составляем аксонометрическую схему системы отопления рисунок 3.1.
Рисунок 3.1 – Схема системы отопления: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 – соответственно участки системы теплоснабжения.
Таблица 3.1 Значения коэффициентов местных сопротивлений
Вид местного сопротивления
Продолжение таблицы 3.1
Окончание таблицы 3.1
Диаметры трубопроводов считаются подобранными правильно если выполняется соотношение:
Условие выполняется.
Таблица 3.2 Результаты гидравлического расчета системы теплоснабжения
Тепловая нагрузка Ф Вт
Расход теплоносителя Gуч кгч
Удельное сопротивление R Пам
Скорость теплоносителя V мс
Сумма коэффициентов
Потери на трение Rl Па
Потери на местные сопротивления Z Па
Общие потери давления на участке Rl+Z Па
Продолжение таблицы 3.2
Расхождение в расчетных потерях давления на параллельно соединенных участках допустимо до 15%. Если расхождение больше то для регулировки давления на стояках с меньшими потерями необходимо установить дроссельные шайбы.
Вывод по главе: в результате гидравлического расчета системы теплоснабжения здания определили диаметры трубопроводов.
ВЫБОР ОСНОВОНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
1 Выбор газового одноконтурного котла
Расчетная тепловая нагрузка котла равна полной потребности теплоты на отопление Q=10579 кВт. Работа котлов допускается с перегрузкой или недогрузкой не превышающей 25% средней нагрузки. Выбираем для установки в проектируемом здание настенный одноконтурный газовый котел BOSCH марки ZSA 24-2 A работающий в пределах мощности от 7 до 24 кВт.
Габаритные размеры котла показаны на рисунке 4.1 а основные технические характеристики котлов занесены в таблицу 4.1.
Рисунок 4.1 Габаритные размеры газового котла BOSCH ZSA 24-2 A а) – вид спереди б) – вид сбоку.
Таблица 4.1 Технические характеристики газового котла BOSCH ZSA 24-2 А.
Диапазон регулировки температур теплоносителя
Вследствие того что вода имеет свойство при нагреве расширяться то во избежание разрыва системы отопления из-за увеличения в ней объема воды в дополнение встроенного расширительного бака на 8л предусматриваем установку расширительного бака куда будут поступать избытки теплоносителя – воды. Применяем мембранный бак которые имеют закрытое исполнение и позволяют по сравнению с открытыми сэкономить на трубах.
2 Выбор расширительного бака
Предусматриваем установку расширительных баков куда будут поступать избытки воды.
Объем расширительного бака V л найдем по формуле
где Vс – емкость котла всех труб и аккумуляторов тепла; на один кило
ватт мощности приходится пятнадцать литров кВтл;
% – коэффициент расширения жидкости равный 4%;
Н – эффективность мембранного бака Н = 045 кВт;
Емкость котла всех труб и аккумуляторов тепла л найдем по формуле
где Q – расчетная тепловая нагрузка котла кВт.
Определим емкость котла всех труб и аккумулятора тепла по формуле (4.2)
Vс = Q15 = 10579 15 = 1584 л
Определим объем расширительного бака по формуле (4.1)
Выбираем расширительный бак марки Reflex 15 N с объемом 15 литров.
3 Выбор числа секций и марки радиаторов отопления
Радиаторы отопления — это самый распространенный отопительный прибор который устанавливается в жилых общественных и производственных помещениях. Он представляет собой полые внутри элементы заполненные теплоносителем. Через них тепловая энергия поступает в помещение для его обогрева.
В данном дипломном проекте было принято решение применить литые алюминиевые радиаторы которые обладают радом преимуществ: легкие в монтаже и эксплуатации возможность простой сборки радиаторов с любым числом секций низкая инерционность при запуске системы отопления травмобезопасность длительный срок службы.
Выбранные радиаторы покрыты двойным слоем лакокрасочного покрытия с высоким коэффициентом теплопроводности.
Для обоснованного выбора числа секций в радиаторах каждой комнаты необходимо знать тепловые потери каждой комнаты. Нумерация кабинетов здания показана на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 Нумерация кабинетов расчетного здания: 1 – кабинет главного инженера; 2 8 – приемные; 3 – котельная; 4 6 – кабинеты на 3 рабочих места каждый; 5 – конференц – зал; 7 – санузел; 9 – кабинет генерального директора; 10 – холл.
Рассчитанные значения тепловых потерь каждой комнаты занесем в таблицу 4.2
Таблица 4.2 Значения тепловых потерь каждой комнаты.
Расчет количество секций в радиаторе произведем по средним значениям теплового потока с одной секции.
Для обогрева всех кабинетов здания выбраны литые алюминиевые радиаторы MONLAN со средним тепловым потоком одной секции 160 Вт приведенного на рисунке 4.3
Рисунок 4.3 Литой алюминиевый радиатор MONLAN.
Рассчитанные значения количества секций в радиаторе каждой комнаты занесем в таблицу 4.3
Таблица 4.3 Количество секций в радиаторах каждой комнаты.
Количество секций шт.
4 Выбор циркуляционного и перепускного насосов
Так как применена система отопления с принудительной циркуляцией то необходимо выбрать циркуляционные насосы. Использование циркуляционных насосов позволяет уменьшить диаметр труб по сравнению с естественной системой циркуляции. Циркуляционный насос не поднимает воду а помогает ей преодолеть сопротивление труб. Для этого не требуется большой мощности а значит потребление электроэнергии будет незначительным. Места расположения циркуляционного и перепускного насосов обозначены на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 Монтажная схема котла : 1- программируемый контролер; 23 – температурные датчики; 4 – циркуляционный насос; 5 – перепускной насос.
Из гидравлической ведомости определяем напор как сумму потерь давлений в контуре котельной и наибольшей потери давления из всех веток сис-темы отопления. Получаем что напор для насосов составляет 06м а расход 006м 3ч. Выбираем насос Wirbel HUP 20-15U с параметрами Н =09м Q = 04 м3ч Р =28 Вт. В качестве перепускного насоса принимаем аналогичный насос.
5 Выбор системы автоматизации работы системы отопления
Принципиальная схема системы автоматизации работы системы отопления приведена на рисунке 4.4.
Для автоматизации системы отопления был выбран программируемый контролер VT. К200.0
Контролер обеспечивает погодозависимое регулирование температуры рабочей жидкости в соответствии с заданным пользователем графиком. Тип регулятора – пропорционально-дифференциально-интегральный (ПИД). Аналоговый управляющий сигнал (напряжение 0–10 В) подается от контроллера на сервопривод смесительного клапана.
Система автоматизации работает следующий образом: программируемый блок управления настроен на поддержание в помещениях температуры в рабочее время (06.00 – 19.00) в пределах +21- +23 и в нерабочее время (19.00 – 06.00) в пределах +16 - +18 . Температуру в помещение контролирует температурный датчик 3 сигнал от которого передается на блок управления. Контроль над температурой теплоносителя осуществляет температурный датчик 2 установленный на обратном трубопроводе сигнал от которого также поступает на блок управления. Если температура в помещении поднимается выше заданной блок управления передает сигнал на отключение котла в то же время дает сигнал на отключение циркуляционного насоса и включение перепускного насоса. Одновременно с включением перепускного насоса сервопривод установленный на трехходовом кране перекрывает поступление воды обратно в котел и теплоноситель начинает циркулировать по замкнутому кольцевому контуру.
Данная система автоматизации по расчетам позволяет снизить потребление энергии в нерабочее время на 30%.
Выводы по главе: в данной главе дипломного проекта был подобран по расчетным параметрам отопительный котел и вспомогательное оборудование системы отопление такое как радиаторы насосы расширительный бак системы автоматизации. Применение автоматизированной системы отопления позволит снизить общие затраты на отопление здания на 30%.
СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ
Монтаж системы отопления начинается с подготовительного этапа выезд на место монтажа и нанесение на стенах разметки для монтажа отопительного котла и его крепления к стене коаксиального дымохода радиаторов отопления нанесения разметки прокладки трубопроводов и составления плана работ.
1 Монтаж отопительного котла
Монтаж отопительного котла начинается на нанесения на стене котельной разметки для креплений котла и отверстия для вывода из здания коаксиального дымоходы. По рекомендации завода производителя котел необходимо устанавливать с минимально допустимыми монтажными размерами указанными на рисунке 5.1
Рисунок 5.1 Минимально допустимые монтажные размеры котла BOSCH ZSA 24-2 A с коаксиальным дымоходом.
Перед началом монтажа были получены разрешения от предприятия газоснабжения и от ведомства по пожарной безопасности дымоходов.
В пакете документов поставляемы вместе с отопительным котлом идет монтажный шаблон приложив его к ранее отмеченной разметки обозначаем места для монтажа крепежных крюков и для отверстия под коаксиальный дымоход. Просверлив перфоратором отверстия для крепежных крюков в данные отверстия вставляются полипропиленовые дюбеля и вворачиваются крюки. Отверстие для коаксиального дымохода в стене проделывается сквозь всю толщину стены отбойным молотком.
Далее переходят к установке котла на крепежные крюки и корректирование его по уровню. Монтаж коаксиального дымохода осуществляется в следующей последовательности: на монтажное место дымохода устанавливается резиновая прокладки и дроссельная шайба на место стыка дымохода с дроссельной шайбой наносится слой герметика и устанавливается первое колено дымоходы крепясь на 4 болта. Вторая часть дымохода вворачивается в первую и выводится на улицу. На конец второй части дымохода крепится защитный колпак.
2 Монтаж радиаторов отопления
Монтаж радиаторов отопления начинается с определения мест их крепления вы соты подвеса и расстояния радиаторов от стены. После нанесения на места крепления радиаторов разметки приступают к монтажу радиаторов. Под крепежные крюки радиаторов перфоратором сверлятся отверстия вставляются полипропиленовые дюбеля и вворачиваются крюки. Крюки необходимо расположить так чтобы они находились в одной горизонтальной плоскости что контролируется уровнем. Для радиаторов с маленьким количеством секций в комплекте предусмотрены 2 крепежных крюка для радиаторов с числом секций выше 10 – 3 крепежных крюка и более.
На рисунке 5.3 изображен смонтированный алюминиевый радиатор отопления.
Рисунок 5.3 Смонтированный алюминиевый радиатор отопления.
После установки радиатора на крепежные крюки еще раз проверяется нахождение верхней грани радиатора в одной плоскости по уровню.
3 Монтаж полипропиленовых трубопроводов
Практически в любых трубопроводах допустима установка полипропиленовых труб. Они используются в отопительных и канализационных системах для подачи питьевой или технической воды. Их с успехом можно применять при ремонтных работах для замены поврежденных участков из металлических труб.
Пайка труб из полипропилена начинается только после того как максимально точно определены места их прокладки подготовлено необходимое количество труб нужной длины и фитингов.
Для выполнения работ по пайки полипропиленовых труб и фитингов необходим следующий инструмент: сварочный станок ножницы рулетка маркер ветошь.
На трубу наносится метка которая соответствует глубине плавления увеличенной на 2 мм. На аппарат для пайки полипропиленовых труб устанавливают насадки подходящего размера. На электронагреватель с одной стороны надевается соединяющий элемент с другой – труба.
Необходимо чтобы в процессе монтажа точно соблюдались рекомендованное время пайки полипропиленовых труб а именно нагревания фиксации и перестановки. Выполнять все действия нужно плавно не деформируя и не вращая детали. Температура пайки полипропиленовых труб выставляется на аппарате для сварки и должна равняться 260 градусам.
После окончания пайки стыкам необходимо дать остыть естественным путем.
Технология майки полипропиленовых труб позволяет их немного изгибать для получения оптимальной конфигурации.
Для крепления полипропиленовых труб к стенам и к полу используются пластиковые крепления.
4 Монтаж и герметизация резьбовых соединений
Монтаж резьбовых соединений производится с помощью разводных и комбинированных водопроводных ключей.
Герметизация и уплотнения резьбовых соединений производится путем обматывания внешней резьбы соединяемых деталей сантехническим льном и обработкой силиконовым герметиком или сантехнической пастой. Намотка льна на резьбу производится от ее края к окончанию для лучшей герметизации намотка производится в конусовидной форме.
5 Подготовка системы отопления к вводу в эксплуатацию
Перед закачкой в систему отопления теплоносителя необходимо зрительно осмотреть все места соединения на наличие дефектов. При обнаружение дефектов их необходимо устранить.
Если дефектов не обнаружено приступают к заполнению системы теплоносителем до показания манометра рабочего давления.
После заполнения системы производят пробный запуск котла и регулировку газового клапана осматривают места стыков на наличие течей в случае их наличия исправляют обнаруженный дефект.
После пробного запуска котла к свободным выходам на коллекторе подсоединяют ручной опрессовочный насос и поднимают давление в системе до опрессовочного система под этим давлением должна находится в течение 1-2 часов. Если после опрессовочных испытаний протечек в системе на обнаружено давление в системе понижают до рабочего и переходят к установке системы автоматизации.
При вводе в эксплуатацию котла необходимо убедится что все краны находятся в рабочем положение в исправности газопровода.
После проведения подготовительных испытания и опресовки системы отопления необходимо выкрутить из корпуса фильтров грубой очистки вставленные в них фильтрующие элементы и промыть проточной водой.
После проведения вышеприведенных испытаний подписывается акт приема-сдачи работы заполняется акт проведения гидравлических испытаний и система отопления допускается к эксплуатации.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Технико-экономический расчет предполагает обоснование энергосберегающих мероприятий и замены электрического котла на газовый. Для обоснования проекта произведем расчет капитальных вложений в проект.
1 Составление сметы капитальных вложений
Дипломный проект предусматривает теплоизоляцию фасада здания дополнительное утепление потолка и монтаж системы теплоснабжения. Для расчета капиталовложений составим и сведем в таблицы две сметы: смета капитальных вложений на теплоизоляцию здания (Таблица 6.1) и смета на приобретение и монтаж системы отопления (Таблица 6.2). Так же примем в учет полученные средства от реализации демонтированной системы отопления в размере 20000 рублей.
Таблица 6.1 Смета капитальных вложений на теплоизоляцию здания.
Количество единица измерения
Цена за единицу руб.
Пенополистирол ПСБ-С50
Крепеж и расходные материалы
Таким образом стоимость покупных материалов для теплоизоляции здания составила 9212 тыс.руб.
Таблица 6.2 Смета на приобретение и монтаж системы отопления.
Котел BOSCH ZSA – 24A
Бак расширительный Reflex 15 N
Насос Wirbel HUP 25-15U
Смесительный узел VT.COMBI
Радиатороы системы отопления
Фитинги полипропиленовые
Труба полипропиленовая d32
Труба полипропиленовая d20
Прочие детали и инструменты
Монтаж системы отопления
Итоговые капиталовложения путем суммирования итоговых значений двух смет и вычета денежных средств полученных от реализации старой системы отопления составляют 186270 рублей.
Накладные расходы составляют 50% 100% от капиталовложений
Определим накладные расходы по формуле (6.1)
Плановые накопления составляют до 40% от суммы капиталовложений и накладных расходов
Определим плановые накопления по формуле (6.2)
Общие капиталовложения тыс.руб. определяются как сумма капиталовложений на оборудования накладных расходов и плановых накоплений.
Определим общие капиталовложения по формуле (6.3)
2 Технико-экономическое сравнение
Годовые эксплуатационные расходы с в тыс. руб. определяем по формуле
где А – затраты на амортизацию оборудования составляют 4% от кА
питальных вложений тыс.руб.;
ЗТР – затраты на текущий ремонт составляют 80% от затрат на аморти
зацию оборудования тыс.руб.;
Зпроч – прочие затраты составляют 10% от суммы затрат на амортиза
цию и затрат на текущий ремонт тыс.руб.
Определим годовые эксплуатационные расходы по формуле (6.4)
= 391167(004+08004+01(08+004))= 6102 тыс.руб.
Тогда приведенные затраты на установку котлов Зпр в тыс.руб. будут равны
= 6102 + 01391167 = 10013 тыс.руб.
Годовые затраты на газоснабжение Зг в тыс.руб. определяются по следующей формуле
где Q –расход газа для котла BOSCH ZSA – 24A Q=448 м3ч
– количество часов в сутках ч;
8 – число дней отопительного периода;
Иг – стоимость одного м3 газа Иг = 457 рубм3.
Определим годовые затраты на газоснабжение по формуле (6.5)
(44824218457) 07 = 7498 тыс.руб.
Годовые затраты на электроэнергию в тыс.руб. определим по формуле
где N - мощность системы отопления N = 12805 кВт
Т – тариф на электроэнергию Т = 225 руб.кВтч
Годовая экономия Эг в тыс.руб. определяется по следующей формуле
Определим годовую экономию Эг тыс.руб. по формуле (6.6)
= 18744-7498 = 11246 тыс.руб.
Срок окупаемости капитальных вложений Т тыс.руб. находится как отношение капитальных затрат к годовой экономии при этом должно выполняться следующее условие
Коэффициент экономической эффективности Ен показывает сколько сэкономлено рублей на каждый вложенный рубль
Результаты расчетов сведем в таблицу 6.3.
Таблица 6.3 Технико-экономические показатели
Капитальные вложение на выполнение проекта тыс.руб.
Накладные расходы тыс.руб.
Плановые накопления тыс.руб.
Общие капиталовложения тыс.руб
Годовые эксплуатационные расходы тыс.руб
Годовые затраты на топливо тыс.руб
Годовая экономия тыс.руб
Срок окупаемости лет
Коэффициент экономической эфективности
Вывод по главе: таким образом капиталовложения в проект составят 391167 тыс.руб годовые эксплуатационный расходы 6102 тыс.руб а годовая экономия составит 11246 тыс.руб. Проект полностью окупится через 3.4 года.
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
1 Общая характеристика
Проектируемое здание находится в Демском районе города Уфы и представляет собой офис строительной организации общей площадью 1757 м2 и высотой 7 метров. Предусмотрено постоянное нахождение персонала в здание в рабочее время в период с 8.00 до 17.00. Электроснабжение здания осуществляется от трансформаторной подстанции ТП 1004 кВ. ТП расположена в десяти метрах от здания. Теплоснабжение осуществляется от газового котла BOSCH ZSA 24-2 – A. По обеспечению надежности электроснабжения проектируемое здание относится к потребителям III категории. Ввод в здание выполнен проводом СИП-3х16+25. От распределительного щита РЩ запитаны пять групп: освещение кабинетов 2 группы бытовых розеток наружное освещение автоматика и насосное оборудование системы отопления. Проводка во всем здание выполнена проводом ВВГ 3х25. Провод проложен в гибкой гофрированной трубе из поливинилхлорида. Все линии защищены автоматическими выключателями ВА 47-63-3-С20 а на вводе защиту обеспечивает автоматический выключатель ВА47-63-4-D50 и УЗО 4-6330.
2 Защитные мероприятия
Защита электрических сетей напряжением до 1000 В в жилых зданиях должна выполнятся в соответствии с [9].
Номинальные токи комбинированных расцепителей автоматических выключателей для защиты групповых линий выбраны в соответствии с расчетными нагрузками. Сечения проводов выбраны в соответствии с [9] по
условию нагрева длительным расчетным током и проверяются по потере напряжения соответствию току выбранного аппарата защиты условиям окружающей среды.
Для защиты от поражения электрическим током применяем УЗО. Для защиты от ударов молнии установим молниеотвод. Для предотвращения усиления возгораний предусматриваем наличие пенных огнетушителей ОП1 которые подходят для тушения электрооборудования напряжением до 1000 В.
3 Расчёт заземляющего устройства
Проектом предусмотрено защитное заземление для сети TN-C-S в соответствии с [9]. Металлические корпуса светильников стационарных и переносных электроприемников и розетки должны быть заземлены. Для этого используется дополнительный защитный нулевой провод РЕ. При этом нулевой рабочий и защитный проводники на щитах не следует подключать под один контактный зажим.
Для защиты цепей выполним наружный контур повторного заземления. Данные для расчета защитного заземления заносим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Данные для расчета защитного заземления
Удельное сопротивление верхнего слоя грунта ρ1
Удельное сопротивление нижнего слоя грунта ρ2
Толщина верхнего слоя грунта Н
Продолжение таблицы 7.1
Сезонный климатический коэффициент Кс
Заглубление вертикального заземлителя Тверт
Длина вертикального заземлителя Lверт
Наружный диаметр электрода D
Заглубление полосы Тпол
Расстояние между электродами Р
Расчетное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности Rо расч Ом м определяем по формуле
Вычислим расчетное удельное сопротивление грунта по формуле (7.1)
Уточним максимально допустимое расчетное сопротивление группового заземлителя Rдоп.ут Ом
где Rдоп - нормируемое ПУЭ сопротивление Rдоп = 30 Ом.
Определим максимально допустимое расчетное сопротивление группового заземлителя по формуле (7.2)
Сопротивление одного вертикального заземлителя Rверт Ом определяем по формуле
Найдем сопротивление одного вертикального заземлителя по формуле (7.3)
Приблизительное количество вертикальных заземлителей без учета соединительной полосы и коэффициента использования Nопределим по формуле
Найдем приблизительное количество вертикальных заземлителей без учета соединительной полосы по формуле (7.4)
Сопротивление соединительной полосы Rпол Ом по формуле
где Lпол – длина полосы; так как заземлителей два то Lпол=2 м.
Вычислим сопротивление соединительной полосы по формуле (7.5)
Сопротивление вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой Rполн Ом определяем по формуле
Определим сопротивление вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой по формуле (7.6)
Количество вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой и учетом коэффициента использования Nуточ шт
где Кисп – коэффициент использования электродов Кисп=072.
Уточняем количество вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой по формуле (7.7)
4 Мероприятия по молниезащите
Атмосферные перенапряжения – одна из основных причин повреждений и аварийных отключений в сельских электрических установках. Проектируемое офисное здание принадлежит к категории защиты зданий и сооружений [9].
Используем стальной молниеприемник длиной один метр сечением 100 мм2 закрепленный на железобетонной опоре. Токоотводы и заземлители изготовленные из стальных стержней принимаем диаметром 10 мм. Все соединения выполнятся сваркой. Произведем расчет зоны защиты молниеотвода.
Ожидаемое количество ударов молний в год Nопределяем по формуле
где n – среднегодовое число ударов молний в один км2 земной поверх
h – высота молниеприемника над уровнем земли h=28 м.
Определим ожидаемое количество ударов молнии по формуле (7.8)
Радиус зоны защиты на уровне земли rо м определим по формуле
Определим радиус зоны защиты на уровне земли по формуле (5.9)
Тогда радиус зоны защиты на уровне защищаемого сооружения rx м будет определяться по формуле
Определим радиус зоны защиты на уровне защищаемого сооружения по формуле (8.10)
Таким образом если молниеотвод будет находиться на высоте 28 метров то здание будет находиться в защитной зоне.
5 Безопасность труда при монтаже и эксплуатации газового котла
К работам по монтажу вводу в эксплуатацию и техобслуживанию отопительного котла допускается только квалифицированный персонал. К работам над электрической частью отопительного котла допускаются только квалифицированные электрики.
Котел и необходимое вспомогательное оборудование должны устанавливаться и использоваться согласно проекта который отвечает законным требованиям и техническим нормативам а также рекомендациям Производителя. Необходимо проконтролировать соответствие типа котла требованиям потребителя.
При проведении электромонтажных работ следует руководствоваться местными нормами и предписаниями. Эксплуатация отопительного котла разрешается только в диапазоне мощности заданном в технической документации. Применение отопительного котла в соответствии с назначением подразумевает его исключительное использование в водяных системах отопления.
Работы по подключению котла должен проводить электромонтер имеющий III группу по электробезопасности. Перед началом работ необходимо отсоединить котел от сетевого напряжения.
Металлические корпуса электрокотлов подлежат обязательному заземлению и занулению. Все металлические части здания которые могут оказаться под напряжением должны быть соединены в единый заземляющий контур.
Запрещается снимать перемыкать или каким-либо другим образом выводить из работы предохранительные и контрольные устройства. Эксплуатация котла разрешается только в технически исправном состоянии. Все повреждения и неисправности которые отрицательным образом сказываются или могут сказаться на безопасности работы должны быть незамедлительно устранены специалистами.
При замене поврежденных частей и компонентов разрешается использовать только оригинальные запасные части.
Расстояние до стен или горючих материалов должно соответствовать предписаниям местных органов пожарной безопасности. Минимальное допустимое расстояние составляет 200 мм.
Работы по монтажу и обслуживанию котла должны производиться с применением необходимых средств электрозащиты.
Котел устанавливается на строительную основу т.е. на пол или основание. Пол должен иметь достаточную несущую способность и не должен быть скользким. Уборка помещения должна проводиться только сухим способом (например пылесосом). Котел должен размещаться на несгораемой подставке. В случае если пол изготовлен из сгораемого материала необходимо оснастить котел несгораемой изоляционной подкладкой которая превышает горизонтальную плоскость проекции котла по крайней мере на 100 мм.
Монтаж и эксплуатация отопительных котлов разрешается только в помещениях и котельных удовлетворяющих требованиям местных органов пожарной безопасности.
Помещение котельной по степени опасности поражения электрическим током относится к особо опасным помещениям. В качестве основных защитных мероприятий применяется защитное заземление и защитное зануление металлических частей и корпусов электрооборудования и рабочих машин.
Для обеспечения электробезопасности в котельной приняты следующие меры: прокладка силовых кабелей осуществляется в водогазопроводных трубах; все электродвигатели и металлические корпуса электрооборудования заземлены и занулены.
При работе на газообразном топливе котельная оборудуется светильниками во взрывобезопасном исполнении с выключателями установленными снаружи у входа в рабочее помещение котельной.
6 Вопросы экологии при эксплуатации генераторов тепла (котлов)
В настоящее время во всем мире возникли серьезные проблемы в связи с всевозрастающими потребностями человеческого общества – с одной стороны и наличием природных ресурсов – с другой стороны. Наиболее важные научные исследования последних десятилетий были направлены на разработку устройств и систем для утилизации энергии и выбросов также большое значение в настоящее время занимают разработки экологически чистых материалов ограждающих конструкций. Хорошо известно что одним из наибольших потребителей например тепловой энергии в большинстве развитых стран являются системы обеспечения требуемого микроклимата. Поэтому в этих системах все большее распространение находят установки с рекуперативными и регенеративными утилизаторами тепла позволяющими существенно снизить расход энергии на обработку воздуха. Одновременно с этим все чаще стали применять топлива с наименьшими выбросами отходов.
Одновременно с этим происходит совершенствование и самих генераторов тепла. Это относится не только к котлам на газе и продуктам нефтепереработки но и к печам на древесном топливе. Здесь следует упомянуть усовершенствование газовых и жидкотопливных горелок применение конденсационных технологий в «хвостовых» поверхностях котельных агрегатов от которых наименьшее экологическое загрязнение. Следует в связи с этим упомянуть также и использование «голубого» сжигания древесного топлива в качестве которого все чаще применяют не только обычные дрова или отходы деревообрабатывающей промышленности но и гранулированные растительные отходы.
Выбранный в дипломном проекте котел BOSCH ZSA 24-2 A обеспечивает достаточно полное сжигание газа с минимальным выбросом загрязняющих веществ в атмосферу. Для удаления продуктов сгорания от котла не требуется установки дополнительных утилизационных установок.
Также в настоящее время большое внимание уделяется чистоте воздуха в помещениях здания и равномерности поступления воздуха в помещения обеспечиваемым системой вентиляции а также к параметрам микроклимата помещения. Воздухообмен в здание должен быть организован таким образом чтобы не допускать распространения вредных веществ и неприятных запахов из одного помещения в другое. Во всех кабинетах здания вентиляция обеспечивается приточными клапанами в стенах и окнах.
В настоящем дипломном проекте разработана автоматизированная система отопления офисного здания. В ходе проекта произведен теплотехнический расчет здания выполнен подбор дополнительной теплоизоляции. Произведен выбор генератора теплоты (котла) схемы теплоснабжения. Выбраны типы отопительных приборов и приведена схема их размещения. Так же было выбранно вспомогательное оборудование системы отопления. Технико-экономический расчет доказал эффективность данного проекта так как имеют место меньшие годовые эксплуатационные расходы и затраты на топливо по сравнению с используемым раннее котлом. Срок окупаемости составит 34 года.
Монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию данного проекта были осуществленны автором проекта.
Задачи поставленные в данном дипломном проекте выполнены. Спроектированная система отопления а также выбранное оборудование отвечают правилам техники безопасности обеспечивают комфортный микроклимат помещений и являются экономически оправданными.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основные требования к чертежам [Текст] : ГОСТ 2.109-73 : ЕСКД. –
Введ. 1974-07-01; взамен ГОСТ 2.107-68 ГОСТ 2.109-68 ГОСТ 5292-60 в части разд. VIII – М.: ИПК Издательство стандартов 1974. – 148 с.
Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энерге
тическое [Текст] : ГОСТ 21.403-80 : СПДС. – Введ. 1981-01-07. – М.: ИПК Издательство стандартов 1981. – 18 с.
Правила выполнения гидравлических и пневматических схем
[Текст] : ГОСТ 2.704-76 : ЕСКД. – Введ. 1978-01-01; взамен ГОСТ 2.704-68; переиздан 2008-12-09. – М.: ИПК Издательство стандартов 2008. – 14 с.
Правила выполнения рабочей документации автоматизации техно
логический процессов [Текст] : ГОСТ 21.408-93 : ЕСКД. – Введ. 1994-12-01. – М.: ИПК Издательство стандартов 1994. – 32 с.
Правила выполнения рабочей документации отопления вентиляции
и кондиционирования [Текст] : ГОСТ 21.602-2003 : ЕСКД. – Введ. 2003-06-01; взамен ГОСТ 21.602-79. – М.: ИПК Издательство стандартов 2003. – 42 с.
Строительная климатология [Текст] : СНиП 23-01-99; Введ. 1999-01
-01. - М.: ГОССТРОЙ России 1999. – 38 с.
Строительная теплофизика [Текст] : СНиП 3-79; Введ. 1979-04-03. – М.: Стройздат 1986. – 42 с.
Отопление вентиляция и кондиционирование [Текст] : СНиП 2-04-05-91; Введ. 1991-01-03. – М.: Стройиздат 1991. – 36 с.
Правила устройства электроустановок [Текст] : все действующие раздела шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 2010-04-01. – М.: КноРус 2010. – 488 с.
Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных здания [Текст] : СП 31-110-2003 : СППС. – Введ. 01.01.2004; взамен ВСН 59-88. – М.: Промстройпроект 1994. – 59 с.
Стандарт организации. Самостоятельная работа студента. Оформление теста рукописи [Текст] : СТО 0493582-004-2010. – Взамен СТО 0493582-004-2009; Введ. 01.09.2010. – Уфа: БГАУ 2010. – 29 с.
Александров К.К. Электротехнические чертежи и схемы [Текст] К.К. Александров Е.Г. Кузьмина. – 3-е изд. стереот. – М.: Издательский дом МЭИ 2007. – 300 с.
Амерханов Р.А. Эксплуатация теплоэнергетических установок и систем [Текст] : учебник для студ. Вузов по направления «Агроинженерия» : ред. МСХ РФ Р.А. Амерханов А.С. Бессараб Б.Х. Драганов; под ред. Б.Х. Драганова. – М.: Энергоатомиздат 2008. – 447 с.
Амерханов Р.А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства [Текст] : учеб. Для студ. Вузов по агроинженерным спец. Р.А. Амерханов Г.П. Ерошенко Е.В. Шелиманова; под ред. Р.А. Амерханова. – М.: Колос-Пресс 2002. – 272 с.
Андриянова Л.П. Безопасность и экологичность проекта [Текст] : учебное пособие Л.П. Андриянова Е.И. Мухортова. – Уфа : БашГАУ 2012. – 24 с.
Бастрон А.В. Проектирование инженерных систем общественных зданий [Текст] : учебное пособие. А.В. Бастрон Т.Н. Бастрон Я.А. Кунгс . – 2-е изд. – Красноярск: КГАУ 2009. – 132 с.
Брюханов О.Н. Газоснабжение [Текст] : Практическое пособие. О.Н. Брюханов. – М.: Академия 2008. – 440 с.
Водянников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК [Текст] : учебное пособие для студентов высших учебных заведений В.Т. Водянников. – М.: ИКФ «ЭКМОС» 2002. – 304 с.
Друськин Л.И. Внутренние санитарно- технические устройства. Отопление [Текст] : учебное пособие. Л.И. Друськин Б.А. Крупнов. – М.: Строиздат 2007. – 247 с.
Досман Ю.П. Монтаж систем теплоснабжения [Текст] : практическое пособие. Ю.П. Досман Е.Н. Бухаркин. – М.: Стройиздат 2014. – 384 с.
Евдокимова Е.П. Отопление и вентиляция промышленных помещений [Текст] : учебное пособие. Е.П. Евдокимова Л.Е. Лымбина. – М.: Энергоатомиздат 2009. – 612 с.
Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности на производстве [Текст] : учебник Н.Г. Занько К.Р. Малаян О.Н. Русак; под ред. О.Н.Русака. – 12-е изд. перераб. И доп. – СПБ.: Издательство Лань 2007. – 672 с.
Протасевич А.М. Энергосбережение в системах теплогазоснабжения вентиляции и кондиционирования [Текст] : учебное пособие А.М. Протасевич. – Минск: ИНФРА-М 2012. – 352 с.
Сибкин Ю.Д. Технология энергосбережения [Текст] : учебник для студентов учереждения СПО Ю.Д. Сибкин МюБ. Сибкин – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Форум 2010. – 352 с.
Передельский Л.В. Экология [Текст] : учебник Л.В. Пепедельский В.И. Коробкин О.Е. Приходченко. – М.: Проспект 2009. – 512 с.

2 Рецензия.docx

На представленный дипломный проект студента очной формы обучения энергетического факультета Башкирского государственного аграрного университета
Коровина Дмитрий Владимировича
на тему: «Проектирование монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию автоматизированной системы отопления офисного здания» выполненный на кафедре «Теплотехника и энергообеспечение предприятий" под руководством к.т.н. ассистента Махиянова У.А.
Общая характеристика проекта
При проектировании и строительстве современных офисных зданий и бизнес центров вопросы энергосбережения становятся ключевыми и поэтому тематика дипломного проекта является актуальной.
В ходе выполнения проекта произведен теплотехнический расчет и определено требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций здания. Составлен тепловой баланс здания в холодный период года. Произведен выбор котла схемы теплоснабжения. Выбраны типы отопительных приборов и приведена схема их размещения. Составлена гидравлическая схема теплосети и выполнен расчет циркуляционных колец..
В разделе безопасности и экологичности проекта описаны мероприятия по охране труда при эксплуатации системы отопления а также мероприятия по охране окружающей среды и порядок действий при возникновении чрезвычайных ситуаций.
Технико – экономический расчет доказал эффективность предложенной в проекте конструкции наружной стены так как в этом случае имеют место меньшие капитальные вложения на установку газового котла годовые эксплуатационные расходы и затраты на топливо. Срок окупаемости устанавливаемого оборудования местного теплового пункта равен 3.4 лет.
Графическая часть проекта выполнено качественно с соблюдением требований предъявляемых к подобным чертежам.
Монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию были выполнены автором проекта самостоятельно. В ходе проведенных работ Коровин Дмитрий Владимирович показал себя грамотным и самостоятельным специалистом.
Положительные стороны проекта:
- актуальная и интересная тематика проекта;
- качественное и грамотное изложение материала;
- высокое качество выполнения графической части проекта.
Недостатки дипломного проекта:
Несмотря на указанные недостатки в проекте они не снизили ценности выполненного дипломного проекта.
Дипломный проект Коровина Д.В. выполнен грамотно и соответствует требованиям предъявляемым к выпускным квалификационным работам по специальности «Энергообеспечение предприятий».
Коровин Д.В. заслуживает присвоения квалификации бакалавра а выполненный дипломный проект - оценки «отлично».
Рецензент: (подпись)
ФИО: Нагимов Герман Альбертович

6 ТЭП.cdw

Капитальные вложения на выполнение проекта
Общие капиталовложения
Годовые эксплуатацонные расходы
Годовые затраты на топливо
Коэффициент экономической эффективности
Технико-экономические
Теоретический чертеж
Технико-экономические показатели проекта

2. Обзор существующих конструкций.cdw

подвод воздуха для горения
отвод топочных газов
горелочное устройство
чаша для сгорания масла
конструкций бытовых котлов
Теоретический чертеж
Газовый котел с закрытой камерой сгорания
Газовый котел с открытой камерой сгорания
Конденсационный газовый котел
Котел на отработавшем масле

3 Задание на ВКР.docx

ФГБОУ ВО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Энергетический
Кафедра: Теплотехника и энергообеспечение предприятий
Направление: 140100 Теплотехника и теплоэнергетика
Профиль подготовки: Энергообеспечение предприятий
Форма обучения: Очная
к.т.н. доц. Динисламов М.Г.
Коровину Дмитрию Владимировичу
Исходные данные к проекту: Справочная научная литература проект офисного здания.
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): 1) выбор автономного источника теплоснабжения 2) теплотехнический расчет проектируемого здания 3) выбор систем отопления 4) монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию системы отопления 4) безопасность и экологичность проекта 5) технико-экономическое обоснование проекта
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): Одноэтажное офисное здание Архитектурные решения (АР); Система теплоснабжения одноэтажного офисного здания (Г3); Функциональная схема системы теплоснабжения (АТХ 1.1); Монтажная схема системы теплоснабжения (МЧ) теоретические чертежи по тематике ВКР (ТЧ1 ТЧ2.).
Консультанты по работе (проекту):
к.т.н. ассистент Махиянов У.А.
ст. преподаватель Кипчакбаева Э.Р.
Наименование этапов выполнения дипломной работы (проекта)
Теплотехнический расчет проектируемого здания
Обзор существующих конструкций котлов
Разработка системы управления теплоснабжением
Безопасность и экологичность проекта
Технико-экономическое обоснование проекта
Срок сдачи студентом законченной работы (проекта) «24» июня 2015 г.
выдачи задания «25» марта 2015 г.

4 ВД.docx

Пояснительная записка
Одноэтажное офисное здание
Обзор существующих конструкций
Система теплоснабжения одноэтажного
ЭА 52.111370.00 АТХ 1.1
Функциональная схема системы
Монтажная схема системы
Технико-экономические показатели
проекта. Теоретический чертеж.
Проектирование монтаж и подготовка к вводу в эксплуатацию автоматизированной системы отопления офисного здания.

4. Функциональная схема.cdw

Габаритные размеры и минимально допустимые монтажные
расстояния котла BOSCH (M 1:10)
Крепление расширительного бака
Програмируемый контроллер
Датчик темпиратуры в помещение
Крепление коллекторов
Автоматический воздухоотводчик
Подающий и обратный патрубок
Датчик температуры подающего трубопровода
Трехходовой кран с сервоприводом
Шаровые краны подающего и обратного трубопроводов
Фильры механической очистки
Панель управления котла
ЭА 52.111370.00 АТХ1.1
Функцианальная схема
системы теплоснабжения

5 реферат.docx

Проект: 68 листов пояснительной записки 18 рисунков 10 таблиц 25 источников литературы 6 листов формата А1 графического материала.
РАСЧЕТ ИЗОЛЯЦИИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОНТАЖ СИСТЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ ПОДГОТОВКА К ВВОДУ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Объектом дипломного проектирования является система теплоснабжения одноэтажного офисного здания.
Цель проекта – разработка и монтаж системы теплоснабжения здания с использованием и разработкой энергосберегающих мероприятий. В проекте представлен обзор и анализ теплогенерирующих установок. Произведен теплотехнический расчет проектируемого здания и гидравлический расчет системы теплоснабжения. Предложена конструкция наружной стены обеспечивающая уменьшение теплопотерь через ограждающие конструкции по - сравнению с существующей конструкцией стены здания.
Рассмотрены вопросы безопасности при эксплуатации тепловых аккумуляторов.
Расчетами обоснована экономическая эффективность предлагаемых решений. Так при объеме капитальных вложений в размере 18627 тыс. рублей экономический эффект составит 11246 тыс. рублей в год. Тогда срок окупаемости капитальных вложений составит 34 года.

5. Монтажная схема.cdw