Теплоснабжение и приготовление горячей воды в многоквартирном жилом доме с применением квартирных тепловых пунктов по адресу: г. Владимир, ул. Сакко и Ванцетти

г.Владимир.dwg

Многоэтажный жилой дом
со встроенно-пристроенными
ул. Сакко и Ванцетти
Данный чертеж не подлежит размножению или передаче другим
План системы отопления
План системы отопления
технического подполья
01-04.2А 4;5;6 - ОВ 2
Проложить в конструкции
LoqoComfort Basis 600
Место ввода кабеля в
электрощитовую 1 эт.
узла учета тепловой энергии.
План ИТП. Монтажный чертеж
Блочный тепловой пункт
Монтажный чертеж узла
учета тепловой энергии
Термопреобразователь
Номерация позиций соответствует заказной спецификации.
Обратный трубопровод теплосети
Подающий трубопровод теплосети
Граница теплоцентра HKLI
Схема блочног теплового
Солнечные коллектора
Трубопроводы от стен
солнечных коллекторов
Схема системы отопления
кабинета стоматолога
-х комнатной квартиры в осях 13-53 и А1-Д1
-х комнатной квартиры в осях 73-12 и А1-Д1
однокомнатной квартиры
двухкомнатной квартиры
кабинетк стоматолога
Теплоснабжение и приготовление горячей воды
Схемы систем отопления магазина
квартир первого этажа
Схемы систем отопления квартир
второго и третьего этажа
двухкомнатной квартиры
трехкомнатной квартиры
в осях 14-34 и Д1-А1
в осях 24-54 и В1-Д1
в осях 54-13 и В1-Д1
в осях 25-55 и В1-Д1
в осях 13-43 и Д1-А1
в осях 33-83 и Д1-А1
в осях 63-12 и Д1-А1
в осях 15-14 и В1-А1
пятикомнатной квартиры
Насосная группа к квартирным тепловым пунктам
Насосная группа к магазину
Насосная группа к офису
Насосная группа к кабинету стоматолога
Принципиальная схема ИТП
Спецификация на блочный
тепловой пункт Danfoss
Поз Обозначение Наименование Кол ед.
Регулирующий клапан VB2
Щит управления насосами
СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Датчик наружного воздуха
Погружной датчик ESMU
Регулятор перепада AVP
Соленоидный клапан + реле
давления KPI 36 диапазон
настройки 1-10бар Kvs3
Манометр 0-16бар+кран для
установки манометра DN15
Термометр 0-150С +ст.
Дисковый поворотный затвор
Фильтр DN65 фланцевый
Фильтр DN40 фланцевый
Фильтр DN20 фланцевый
Обратный клапан DN20
Теплообменник системы
отопления + теплоизоляция
GRUNDFOS UPS 40-180F
Циркуляционный насос
объекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами
обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию
действующих на территории Российской Федерации и
требованиям экологических
санитарно - гигиенических
Технические решения
принятые в рабочих чертежах
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ЧЕРТЕЖАМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
ВЕДОМОСТЬ ССЫЛОЧНЫХ И ПРИЛАГАЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ
ВЕДОМОСТЬ РАБОЧИХ ЧЕРТЕХЕЙ ОСНОВНОГО КОМПЛЕКТА МАРКИ ОВ
технических приборов и трубопроводов.
Детали крепления санитарно-
внутренних санитарно-технических
крепления стальных трубопроводов
Опорные конструкции и средства
План системы отопления технического подполья
План системы отопления 1-го этажа
ПРИЛАГАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Спецификация оборудования
к передающей станции
К квартирной станции
циркуляции с автоматическими
План системы отопления 2-го и 3-го этажа
План системы отопления 4-го этажа
План системы отопления мансардного этажа
Схема системы отопления магазина
Схема системы отопления квартир 2-го и 3-го этажа
Схема системы отопления квартир 4-го этажа
Принципиальная схема ИТП. Гидравлическая схема квартирной
Схема блочного теплового пункта Danfoss
Спецификация на блочный тепловой пункт Danfoss
План ИТП. Монтажный чертеж узла учета тепловой энергии. Разрез 1-1
Danfoss см. лист ОВ-12
Наименование ограждений
СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Наружная стена б=770 мм
Наружная стена (глухой торец) б=770 мм
Наружная стена б=640 мм
Наружная стена (глухой торец) б=640 мм
Перекрытие холодного чердака
Перекрытие над подвалом
РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА
01-04.2А 4;5;6 - ОВ 2.С
Гидравлическая схема квартирной станции LogoComfort
- пластинчатый теплообменнник ГВС;
- трехходовой гидравлический регулятор-распределитель
расхода пропорционального действия с функцией приоритета
- дроссельная шайба горячего водоснабжения;
- воздухоотводчик (кран Маевского);
- зональный вентиль;
- грязеуловитель с шаровым краном для промывки
- разъем для счетчика холодной воды
- разъем для счетчика тепла
- муфта для погружной гильзы теплосчетчика;
- запорный шаровой кран;
СТС - система теплоснабжения;
ОК - отопительный контур;
ХВСГВС - системы холодного и горячего водоснабжения.
Гидравлическая схема квартирной
Клапан терморегулятора
в многоквартирном жилом доме с применением
квартирных тепловых пунктов

диплом с испр.dwg

Многоэтажный жилой дом
со встроенно-пристроенными
ул. Сакко и Ванцетти
Данный чертеж не подлежит размножению или передаче другим
План системы отопления
План системы отопления
технического подполья
01-04.2А 4;5;6 - ОВ 2
Проложить в конструкции
LoqoComfort Basis 600
Место ввода кабеля в
электрощитовую 1 эт.
узла учета тепловой энергии.
План ИТП. Монтажный чертеж
Блочный тепловой пункт
Монтажный чертеж узла
учета тепловой энергии
Термопреобразователь
Номерация позиций соответствует заказной спецификации.
Обратный трубопровод теплосети
Подающий трубопровод теплосети
Граница теплоцентра HKLI
Схема блочног теплового
Солнечные коллектора
Трубопроводы от стен
солнечных коллекторов
Схема системы отопления
кабинета стоматолога
-х комнатной квартиры в осях 13-53 и А1-Д1
-х комнатной квартиры в осях 73-12 и А1-Д1
однокомнатной квартиры
двухкомнатной квартиры
кабинетк стоматолога
Теплоснабжение и приготовление горячей воды
Схемы систем отопления магазина
квартир первого этажа
Схемы систем отопления квартир
второго и третьего этажа
двухкомнатной квартиры
трехкомнатной квартиры
в осях 14-34 и Д1-А1
в осях 24-54 и В1-Д1
в осях 54-13 и В1-Д1
в осях 25-55 и В1-Д1
в осях 13-43 и Д1-А1
в осях 33-83 и Д1-А1
в осях 63-12 и Д1-А1
в осях 15-14 и В1-А1
пятикомнатной квартиры
Насосная группа к квартирным тепловым пунктам
Насосная группа к магазину
Насосная группа к офису
Насосная группа к кабинету стоматолога
Принципиальная схема ИТП
Спецификация на блочный
тепловой пункт Danfoss
Поз Обозначение Наименование Кол ед.
Регулирующий клапан VB2
Щит управления насосами
СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Датчик наружного воздуха
Погружной датчик ESMU
Регулятор перепада AVP
Соленоидный клапан + реле
давления KPI 36 диапазон
настройки 1-10бар Kvs3
Манометр 0-16бар+кран для
установки манометра DN15
Термометр 0-150С +ст.
Дисковый поворотный затвор
Фильтр DN65 фланцевый
Фильтр DN40 фланцевый
Фильтр DN20 фланцевый
Обратный клапан DN20
Теплообменник системы
отопления + теплоизоляция
GRUNDFOS UPS 40-180F
Циркуляционный насос
объекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами
обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию
действующих на территории Российской Федерации и
требованиям экологических
санитарно - гигиенических
Технические решения
принятые в рабочих чертежах
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ЧЕРТЕЖАМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
ВЕДОМОСТЬ ССЫЛОЧНЫХ И ПРИЛАГАЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ
ВЕДОМОСТЬ РАБОЧИХ ЧЕРТЕХЕЙ ОСНОВНОГО КОМПЛЕКТА МАРКИ ОВ
технических приборов и трубопроводов.
Детали крепления санитарно-
внутренних санитарно-технических
крепления стальных трубопроводов
Опорные конструкции и средства
План системы отопления технического подполья
План системы отопления 1-го этажа
ПРИЛАГАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Спецификация оборудования
к передающей станции
К квартирной станции
циркуляции с автоматическими
План системы отопления 2-го и 3-го этажа
План системы отопления 4-го этажа
План системы отопления мансардного этажа
Схема системы отопления магазина
Схема системы отопления квартир 2-го и 3-го этажа
Схема системы отопления квартир 4-го этажа
Принципиальная схема ИТП. Гидравлическая схема квартирной
Схема блочного теплового пункта Danfoss
Спецификация на блочный тепловой пункт Danfoss
План ИТП. Монтажный чертеж узла учета тепловой энергии. Разрез 1-1
Danfoss см. лист ОВ-12
Наименование ограждений
СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Наружная стена б=770 мм
Наружная стена (глухой торец) б=770 мм
Наружная стена б=640 мм
Наружная стена (глухой торец) б=640 мм
Перекрытие холодного чердака
Перекрытие над подвалом
РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА
01-04.2А 4;5;6 - ОВ 2.С
Гидравлическая схема квартирной станции LogoComfort
- пластинчатый теплообменнник ГВС;
- трехходовой гидравлический регулятор-распределитель
расхода пропорционального действия с функцией приоритета
- дроссельная шайба горячего водоснабжения;
- воздухоотводчик (кран Маевского);
- зональный вентиль;
- грязеуловитель с шаровым краном для промывки
- разъем для счетчика холодной воды
- разъем для счетчика тепла
- муфта для погружной гильзы теплосчетчика;
- запорный шаровой кран;
СТС - система теплоснабжения;
ОК - отопительный контур;
ХВСГВС - системы холодного и горячего водоснабжения.
Гидравлическая схема квартирной
Клапан терморегулятора
в многоквартирном жилом доме с применением
квартирных тепловых пунктов

Диплом Орлов А.В.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
«Теплоснабжение и приготовление горячей воды в многоквартирном жилом доме с применением квартирных тепловых пунктов
по адресу: г. Владимир ул. Сакко и Ванцетти»
Слушатель Орлов А.В.
Руководитель к.т.н. доцент
2 Тепломеханическая схема12
3. Расчет теплопотерь13
4 Подбор отопительных приборов15
5 Описание и подбор термовентилей на подводки17
Квартирные тепловые пункты19
2 КТП с приоритетным режимом работы ГВС и контура отопления21
3 КТП с параллельным режимом работы ГВС и контура отопления25
4 Режим ГВС. Летний период эксплуатации. Термический мост циркуляции28
5 Методика гидравлического расчета системы теплоснабжения с КТП31
6 Расчет квартирных тепловых пунктов52
Список используемой литературы55
Отопление жилых зданий является непременным условием комфортного проживания. Актуальной проблемой является регулирование температуры в помещении в зависимости от температуры наружного воздуха и собственных потребностей в тепле экономя при этом энергоресурсы.
В жилых и общественных зданиях на территории России зачастую применяют стандартную схему теплоснабжения. Здание получает тепло через элеватор от теплоцентрали. Далее по схеме установлен водонагреватель (теплообменник) с низким коэффициентом полезного действия для нужд горячего водоснабжения. В квартирах как правило устанавливают чугунные радиаторы с большим объемом воды и низким коэффициентом теплоотдачи. Если расчетная температура превышает фактическую потребность в тепле а приборы регулирующие температуру отсутствуют то избытки тепла жители утилизируют через форточки окон. Попросту говоря «отапливают атмосферу». Речи об энергоэффективности здесь и быть не может. Потребителю тепла не остается выбора как только платить по тарифам которые неуклонно растут с каждым отопительным периодом.
В последние годы активизировался процесс модернизации систем централизованного теплоснабжения. Он предусматривает отказ от центральных тепловых пунктов (ЦТП) и оснащение каждого здания индивидуальным автоматизированным тепловым пунктом (ИТП) замену элеваторных узлов приготовления теплоносителя для систем отопления на насосные узлы смешения или с применением пластинчатых теплообменников переход от открытых систем теплоснабжения к закрытым. Мониторинг и последующий анализ в городах России работы автоматизированных ИТП с пластинчатыми теплообменниками показал впечатляющие результаты:
- температура воздуха в отапливаемых помещениях зданий поднялась с 10–16 °C до 20–22 °C;
температура воды в системе ГВС вошла в норму и составила 60 °C в результате чего уменьшился расход горячей воды со 149 лчел. в сутки до 128 лчел.;
средняя экономия тепловой энергии за отопительный сезон составила 27% а в весенний и осенний периоды достигала 45–55%;
теплопроизводительность источника энергии сократилась на 85%;
циркуляционный расход сетевой воды снизился на 28%;
экономия электроэнергии на перекачку теплоносителя составила 15%;
объем подпитки на источнике энергии уменьшился на 39%;
максимальная температура теплоносителя поднялась со 104 °C до 115 °C;
температура теплоносителя в обратной магистрали понизилась на 6–8 °C;
полезно используемый перепад температур теплоносителя увеличился с 20–25 °C до 40–60 °C;
улучшились теплогидравлические режимы работы всей системы теплоснабжения.
На сегодняшний день предлагает для применения в России стандартные автоматизированные блочные тепловые пункты полной заводской готовности предназначенные для присоединения к тепловой сети различных систем теплопотребления и выполненные по типовым технологическим схемам с применением водоподогревателей на базе паяных или разборных пластинчатых теплообменников собственного производства.
Применение автоматизированных БТП способствует решению важнейшей задачи в области теплоснабжения — повышению его качественного уровня который заключается в обеспечении комфортных климатических условий в зданиях и требуемых по санитарным нормам температур и расходов горячей воды для хозяйственно-питьевых нужд при минимальных энергозатратах.
Единообразие современных технических решений БТП и их отлаженное производство на современных заводах позволяют:
упростить процесс комплектации теплового пункта оборудованием и материалами по сравнению с поставкой их на объект строительства «россыпью»;
обеспечить высочайшее качество изготовления БТП;
исключить заготовительные и серьезные монтажно-наладочные работы на месте сведя их к установке блока в помещении теплового пункта и подключению его к трубопроводам здания и сетям электроснабжения.
Широкое использование БТП дает возможность:
провести модернизацию системы теплоснабжения в минимально короткие сроки;
организовать оперативную и квалифицированную сервисную службу сократив при этом общий персонал по обслуживанию тепловых пунктов;
обеспечить существенную экономию тепловой и электрической энергии при последующей эксплуатации систем теплопотребления подключенных к автоматизированным БТП;
выполнять оплату за тепловую энергию по факту ее потребления;
внедрить систему диспетчерского контроля управления и учета теплопотребления из единого центра.
Так же в настоящее время основным направлением теплоснабжения жилых зданий является децентрализация подготовки горячей воды на бытовые нужды. Принято решение об отказе от использования центральных тепловых пунктов (ЦТП) в которых устанавливались водонагреватели горячего водоснабжения (ГВС) на группу зданий снабжающихся теплоносителем по четырехтрубной а при двухзонной системе водоснабжения – и по шеститрубной схеме. Дальнейшая децентрализация ГВС заключается в устройстве квартирных тепловых пунктов (КТП) с водонагревателями ГВС в каждой квартире многоэтажного жилого дома которые подключаются к вертикальным стоякам системы внутреннего теплоснабжения дома.
Преимущества данного решения:
сокращение трубной разводки (в квартиру теплоноситель поступает только по двум трубопроводам);
не требуется много места для установки КТП;
предоставление возможности собственнику квартиры выбирать тот режим теплоснабжения который отвечает его индивидуальным потребностям;
снижение энергопотребления квартиры и здания в целом;
оплата энергоресурсов по факту их потребления;
повышение комфорта проживания за счет установки в КТП дополнительных узлов блочной готовности.
Целью дипломной работы является разработка проекта теплоснабжения жилого многоквартирного дома по улице Сакко и Ванцетти города Владимир. Для достижения поставленной цели в качестве основного источника тепла приняты тепловые сети ТЭЦ. Присоединение к тепловым сетям является независимым через ИТП. Оборудование для приготовления ГВС в ИТП отсутствует.
В каждом помещении установлен квартирный тепловой пункт (КТП). Отопление в КТП осуществляется по зависимой схеме приготовление ГВС в приоритетном или параллельном режиме в зависимости от модели КТП. В качестве нагревательных приборов приняты стальные радиаторы конвективного типа с малым объемом теплоносителя и высоким коэффициентом теплопередачи.
Данный проект имеет практическую значимость при строительстве новых или реконструкции существующих объектов. Данный проект был выбран в качестве основного взамен типового проекта с элеваторным зависимым присоединении к теплосети и применен в реальности в многоэтажном жилом доме №23 по улице Сакко и Ванцетти города Владимир.
Проект состоит из настоящей пояснительной записки и графической части.
Термины и их определения
Индивидуальный тепловой пункт; ИТП: Пункт подключения систем отопления теплоснабжения вентиляционных установок и водоснабжения отдельного здания к распределительным сетям городской тепловой сети и водопровода управления этими системами и учета тепловой энергии теплоносителей и воды.
Источник тепловой энергии: Комплекс устройств установок зданий сооружений для производства тепловой энергии.
Квартирный тепловой пункт; КТП: Пункт (устройство узел) подключения отдельной квартиры к внутридомовым или локальным распределительным сетям отопления и ХВС служащий(ее) для местного распределения и учета поступающих к потребителю холодной воды и тепловой энергии (энергоресурсов) управления системами отопления и ГВС отдельной квартиры.
Котельная: Комплекс зданий и сооружений здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения.
Котельная автономная (индивидуальная): Котельная предназначенная для теплоснабжения одного здания или сооружения.
Котельная центральная: Котельная предназначенная для нескольких зданий и сооружений связанных с котельной наружными тепловыми сетями.
Отопление: Поддержание в закрытых помещениях нормируемой температуры воздуха и радиационной температуры.
Прибор отопительный: Устройство для обогрева помещения путем передачи теплоты от теплоносителя поступающего от источника теплоты в окружающую среду.
Прибор учета: Техническое средство предназначенное для измерений имеющее нормированные метрологические характеристики воспроизводящее иили хранящее единицу физической величины размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение определенного интервала времени и разрешенное к использованию для коммерческого учета.
Регулирование качественное: Регулирование отпуска тепловой энергии путем изменения температуры теплоносителя.
Регулирование количественное: Регулирование отпуска тепловой энергии путем изменения расхода теплоносителя.
Тепловой пункт: Комплекс оборудования устройств установок приборов расположенных в здании или помещении предназначенный для преобразования распределения и регулирования тепловой энергии управления гидравлическими и тепловыми режимами контроля за параметрами теплоносителя и учета расхода тепловой энергии и теплоносителя.
Центральный тепловой пункт; ЦТП: Пункт подключения систем тепловодоснабжения микрорайона (группы зданий) к распределительным сетям городской тепловой сети и водопровода управления системами отопления теплоснабжения вентиляционных установок водоснабжения и учета количества отпущенной тепловой энергии теплоносителя и воды.
Проект многоэтажного жилого дома со встроено-пристроенными помещениями разработан на основании задания на проектирование в соответствии со СНиП 41-01-2003 «Отопление вентиляция и кондиционирование» СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения» СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» ГОСТ 30494-96"Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях".
Проект разработан для расчетной температуры наружного воздуха -28°С.
Теплоснабжение многоэтажного жилого дома со встроено-пристроенными помещениями – комбинированное от тепловых сетей ТЭЦ (подключение к тепловым сетям - независимое параметры теплоносителя в теплосети - 130-70°С).
Система отопления присоединяется к системе теплоснабжения по зависимой схеме через блочный тепловой пункт Meibes.
Узел учета потребления тепловой энергии включает в себя:
- стальная запорная арматура ø65;
- грязевик абонентский;
- магнитный преобразователь;
- тепловой счетчик MULTICAL 601 ULTRAFLOW.
Блочный тепловой пункт поставляется комплектно и включает в себя:
- теплообменник системы отопления;
- циркуляционный насос;
- запорную арматуру;
- теплосчетчик MULTICAL - на подпитывающей линии;
- регулятор давления «после себя»;
- двухходовой клапан с сервоприводом;
- предохранительно-сбросной клапан;
- шкаф системы управления.
Предусмотрена система диспетчеризации через отдельную программу (опция).
Подводящие трубопроводы к тепловому пункту выполняются из стальных электросварных труб по ГОСТ 10704-91 по группе В из стали 10 ГОСТ 1050-88* ø76х35. От теплового пункта разводящие трубопроводы выполняются из многослойных труб PPR марки PN-20 производства FV Plast FAZER Чехия.
Отопление и горячее водоснабжение
В жилой части дома предусмотрено поквартирное отопление. Система отопления двухтрубная с нижней разводкой. В каждой квартире устанавливается станция LogoComfort которая обеспечивает отопление по зависимой схеме и приготовление горячей воды в приоритетном режиме. Базовая комплектация станции LogoComfort:
- паяный теплообменник ГВС 35кВт из нержавеющей стали для приготовления горячей воды;
- дроссельная шайба;
- трехходовой РМ-регулятор расхода (клапан переключения режимов отопления – ГВС);
- зональный клапан отопления (с преднастройкой);
- воздухоспускные пробки в отопительной части станции;
- разъем для установки счетчика тепла;
- соединения – гофрированная труба из нержавеющей стали в теплоизоляции;
- фитинги и узлы – латунь;
- оборудование смонтировано на плате и опрессовано на заводе.
Теплоснабжение станций осуществляется от распределительного стояка проходящего по лестничным клеткам. Теплоноситель в системе отопления - вода Т=75-50°С.
В качестве нагревательных приборов для квартир и лестничных клеток приняты стальные панельные радиаторы RADIK KLASIK производства «KORADO a.s.» Чехия соответствующих ГОСТ 31311-2005 и стандарту АВОК 4.22-2006 оснащенные воздухоспускным краном. Для регулирования теплоотдачи отопительных приборов предусмотрена установка термостатических клапанов на подводках. Отопление электрощитовой предусмотрено от электрического панельного радиатора RADIK KLASIK. Опорожнение системы отопления осуществляется через спускные краны установленные в нижней точке системы.
Трубопроводы системы отопления выполняются из многослойных труб PPR марки PN-20 производства FV Plast FAZER Чехия.
Для встроено-пристроенных помещений запроектирована двухтрубная тупиковая система отопления с нижней разводкой от станций LogoComfort.
Горячее водоснабжение предусматривается от квартирного теплового пункта.
2 Тепломеханическая схема
Теплоноситель Т1 от централизованного источника тепла поступает на вход комбинированного теплового пункта. В тепловом пункте используется теплосчетчик с ультразвуковыми расходомерами.
Тепловой пункт использует схему независимого присоединения к системе централизованного теплоснабжения через теплообменник и оснащен системой локальной автоматики. Регулятор в рабочем режиме на основании данных от датчика температуры наружного воздуха и от датчиков температуры установленных на прямом и обратном трубопроводе корректирует температуру теплоносителя подаваемого в систему отопления управляя проходным клапаном с электроприводом на трубопроводе греющего теплоносителя. Одновременно регулятор пускает или останавливает насос подачи.
Далее теплоноситель поступает в буферный накопитель. Температура теплоносителя в буферном накопителе контролируется регулятором теплового пункта.
По команде автоматики включаются насосы двух контуров подающих теплоноситель в стояки отопления жилого дома и мест общего пользования. При этом автоматика контролирует температуру в подающем трубопроводе контура отопления жилого дома дает сигнал на электропривод трехходового клапана на его закрытие. И пока температура не станет ниже задания трехходовой клапан будет закрыт.
Подающие насосы первого и третьего контура отопления работают постоянно и их работа контролируется автоматикой.
К трем стоякам по которым циркулирует теплоноситель нагретый до 75°С подключаются КТП. К КТП подключаются трубы холодного водоснабжения. Теплоноситель через квартирный тепловой пункт обеспечивает нагрев системы отопления квартиры и автоматически через теплообменник осуществляет приготовление горячей воды для потребителя. При этом происходит учет потребляемого тепла и холодной воды.
Таким образом тепломеханическая схема обеспечивает максимальную экономию расхода тепла от централизованного источника.
Подпитка внутреннего контура происходит автоматически сетевой водой из обратного трубопровода внешнего контура через расходомер. Защита от превышения давления внутреннего контура осуществляется автоматически через предохранительно-сбросной клапан.
3. Расчет теплопотерь
Система отопления должна компенсировать теплопотери через ограждающие конструкции теплопотери на нагревание наружного воздуха поступающего через щели притворов окон и неоткрываемых зимой дверей (инфильтрация). При определении мощности отопительных приборов следует учитывать постоянные тепловыделения в помещениях.
Расчёт теплопотерь помещений выполнен с помощью программы АРС – ПС 9.94.
Суммарные показатели по чертежам теплоснабжения:
Общая нагрузка на здание 264809 Вт (223218 ккалч):
На отопление при -28 оС: 140 689 Вт (121218 ккалч) в том числе:
- жилая часть дома - 99 946 Вт (85938 ккалч);
- лестничная клетка – 10280 Вт (9100 ккалч);
- магазин - 20140 Вт (17320 ккалч);
- офис - 4850 Вт (4170 ккалч);
- кабинет стоматолога - 5455 Вт (4690 ккалч).
На горячее водоснабжение 124120 Вт (107000 ккалч).
Сопротивление теплопередачи
Наименование ограждений
Наружная стена 770 мм
Наружная стена (глухой торец) 770 мм
Наружная стена 640 мм
Наружная стена (глухой торец) 640 мм
Перекрытие холодного чердака
Перекрытие над подвалом
Расчетные параметры внутреннего воздуха:
Жилая комната – 20 (22) оС;
Совмещенный санузел – 25 оС;
Лестничная клетка – 16 оС;
Кабинет стоматолога – 18 оС;
Торговый зал – 16 оС;
Помещение магазина – 16 оС;
Гардероб персонала – 18 оС;
Электрощитовая – 10 оС.
4 Подбор отопительных приборов
В техническом каталоге Korado «Панельные отопительные приборы Radik» значения тепловой мощности отдельных типов отопительных приборов были определены путем измерения при номинальных рабочих условиях (температурных) 756520 °C ( t1 t2 ti ):
температура входящей воды t1 = 75 °C;
температура выходящей воды t2 = 65 °C;
опорная температура воздуха ti = 20 °C.
Таким образом из установленных основных значений тепловой мощности отопительных приборов путем пересчета были выведены так же и для других рабочих условий соответствующие значения тепловой мощности которые указаны в каталоге(для перепадов температур 9070 °C 7055 °C и 5545 °C и для температуры воздуха в помещении 15 20 22 °C).
Если отопительный прибор проектируется в отопительную систему с другими температурными условиями необходимо провести перерасчет согласно соотношению:
где: Q – рассчитанная необходимая тепловая мощность отопительного прибора при 756520°C;
QC – тепловые потери помещения;
f – перерасчетный коэффициент из таблицы 2 (действующий для температурного экспонента n = 13).
В таблице тепловой мощности для температурных условий 756520 °C найдем для рассчитанного значения Q подходящий отопительный прибор с соответствующей мощностью.
Расчет отопительных приборов производился с помощью расчетной программы для подбора радиаторов Korado в формате Microsoft Excel.
Примеры расчета сведены в таблицу 3.
Коэффициенты перерасчета f для n = 13
Температура воздуха в помещении ti
Примеры тепловой мощности радиаторов
Тип радиатора Korado
Тепловая мощность Вт
(при t1t2ti – 756520)
В качестве полотенцесушителя выбираем отопительный прибор Korado KORALUX LINEAR CLASSIC KLC 930.450.
5 Описание и подбор термовентилей на подводки
Радиаторный терморегулятор представляет собой пропорциональный регулятор температуры воздуха прямого действия с малой зоной пропорциональности которыми в настоящее время оснащаются системы отопления зданий различного назначения. Для двухтрубной системы выбираем из каталога Meibes терморегулятор RW.
Терморегулятор RW состоит из двух частей:
универсального термостатического элемента серии SRH и регулирующего клапана с предварительной настройкой пропускной способности RW 1238041 (для двухтрубных систем отопления).
Терморегулятор имеет встроенный датчик и защиту системы отопления от замерзания. Диапазон настройки: 5-26 °С
Устройство и принцип действия
Рисунок 1 - Термостатический элемент со встроенным датчиком
Настроечная рукоятка 2. Рабочий сильфон 3. Шкала настройки 4. Настроечная пружина 5. Шток
Температура вокруг датчика не должна превышать 60 °С.
Основное устройство термостатического элемента — сильфон который обеспечивает пропорциональное регулирование. Датчик термоэлемента воспринимает изменение температуры окружающего воздуха. Сильфон и датчик заполнены легкоиспаряющейся жидкостью и ее парами.
Рисунок 2 – Устройство клапана терморегулятора
Выверенное давление в сильфоне соответствует температуре его зарядки. Это давление сбалансировано силой сжатия настроечной пружины. При повышении температуры воздуха вокруг датчика часть жидкости испаряется и давление паров в сильфоне растет. При этом сильфон увеличивается в объеме перемещая золотник клапана в сторону закрытия отверстия для протока теплоносителя в отопительный прибор до тех пор пока не будет достигнуто равновесие между усилием пружины и давлением паров.
При понижении температуры воздуха пары конденсируются и давление в сильфоне падает что приводит к уменьшению его объема и перемещению золотника клапана в сторону открытия до положения при котором вновь установится равновесие системы. Паровое заполнение всегда будет конденсироваться в самой холодной части датчика обычно наиболее удаленной от корпуса клапана. Поэтому радиаторный терморегулятор всегда будет реагировать на изменения комнатной температуры не ощущая температуры теплоносителя в подводящем трубопроводе. Тем не менее когда воздух вокруг клапана все же нагревается теплом отдаваемым трубопроводом датчик может регистрировать более высокую температуру чем в помещении. Поэтому для исключения такого влияния рекомендуется устанавливать термостатические элементы как правило в горизонтальном положении. В противном случае необходимо применять термоэлементы с выносным датчиком.
Квартирные тепловые пункты
КТП представляет собой модульное устройство заводской готовности с размерами не превышающими для базового блока по высоте ширине и глубине соответственно 800 600 и 200 мм рассчитанное для настенного или встроенного монтажа (в том числе непосредственно на теплоснабжающем стояке) преобразующее параметры теплоносителя перераспределяющее (в зависимости от принятой схемы КТП) потоки теплоносителя в контур отопления иили ГВС квартиры и управляющее тепловыми нагрузками этих контуров.
В состав КТП входят проточный водонагреватель ГВС квартиры и узел подключения системы отопления по зависимой схеме без изменения параметров теплоносителя и с возможностью термостатического управления отопительной нагрузкой. В КТП предусмотрена гидравлическая связь которая может обеспечивать:
– приоритетный режим работы контура ГВС с автоматическим отключением гидравлическим приводом подачи теплоносителя в систему отопления в случае возникновения в квартире потребности в горячей воде и соответствующим включением подачи теплоносителя в контур водонагревателя;
– параллельное снабжение теплоносителем водонагревателя ГВС и отопления с условно приоритетным режимом работы контура ГВС КТП.
Подача теплоносителя в контур водонагревателя производится при срабатывании гидравлического привода при начале водозабора.
В случае настенного монтажа КТП полной заводской готовности следует размещать в нишах шахтах стояков внутри или снаружи жилых помещений непосредственно на стене санузла с применением декоративного накладного кожуха. В зависимости от выбора места размещения КТП его комплектация может расширяться по отношению к базовой.
КТП функционирует за счет собственного давления воды (перепада давлений в сети теплоснабжения и напора в системе холодного водоснабжения (далее – ХВС)) систем тепло- и водоснабжения здания. Подвод электроэнергии необходим только в случае применения функционально расширенных схем КТП и не влияет на его работоспособность в случае отключения электроэнергии.
Подключение КТП производится как к сетям централизованного теплоснабжения с установкой промежуточного домового теплового пункта (упрощенной компоновки) так и непосредственно к локальным сетям теплоснабжения – групповой или домовой котельным (упрощенной компоновки) – с рабочими параметрами не превышающими максимально допустимых для КТП. Предусмотрено подключение к источникам нетрадиционной энергетики с низкотемпературным теплоносителем.
Теплоноситель по домовой двухтрубной системе теплоснабжения подается в квартиру.
В схеме теплоснабжения с КТП производство горячей воды осуществляется локально в квартире потребителя что позволяет отказаться от централизованной системы ГВС и линии циркуляции горячей воды по зданию.
Управление температурным режимом в квартире осуществляется посредством радиаторных термостатов или центрального термостата квартиры (термостатов зон) подающих сигнал на центральный клапан (клапаны зоны) расположенный в КТП и включающийотключающий подачу теплоносителя в контур отопления что позволяет управлять местными пропусками и обеспечивать потребителю комфортные условия.
КТП обеспечивает в помещениях в течение отопительного периода температуры воздуха в пределах оптимальных параметров установленных
ГОСТ 30494–96 при расчетных параметрах наружного воздуха для соответствующих районов строительства и приготовление требуемого объема горячей воды заданной температуры что согласно СНиП 2.04.01–85* находится в пределах 25 кВт отопительной нагрузки и 55 кВт нагрузки ГВС из расчета получения 17 лмин горячей воды с температурой 50 °С.
Потребитель получает возможность отопления своей квартиры в период межсезонных колебаний климатических показателей наружного воздуха и производить полный учет фактически затраченных энергоресурсов на тепло- и водоснабжение.
Применение схемы теплоснабжения здания с использованием КТП позволяет:
– ускорить стадию монтажа и наладки объекта капитального строительства;
– упростить схему разводящих внутридомовых сетей теплоснабжения;
– упростить компоновку оборудования индивидуального теплового пункта (далее – ИТП);
– обеспечить полный локальный учет потребляемых энергоресурсов и ввести систему диспетчеризации;
– снизить затраты на эксплуатацию объекта капитального строительства за счет отсутствия централизованной системы ГВС и введения локального учета энергоресурсов;
– повысить уровень комфорта теплоснабжения потребителя за счет местного управления нагрузками;
– обеспечить гидравлическую устойчивость системы теплоснабжения при изменении гидравлических характеристик контуров отопления отдельных квартир.
2 КТП с приоритетным режимом работы ГВС и контура отопления
КТП в режиме отопления. Управление отопительным контуром квартиры
Греющий теплоноситель Т11 (рисунок 3) от домового теплового пункта поступает в КТП проходит через грязеуловитель 6 и перераспределяется в зависимости от режима (отопление или приготовление горячей воды) в систему отопления Т12 (по зависимой схеме) или водонагреватель ГВС. В режиме отопления пройдя отопительный контур квартиры теплоноситель Т21 также проходит грязеуловитель 6 и через зональный клапан 5 регулирующий подачу теплоносителя на отопление поступает в третий ход трехходового РМ-регулятора 2 после которого проходит прибор учета (счетчик) тепловой энергии 8 (если установлен) и возвращается в обратный трубопровод Т22 системы теплоснабжения здания.
Радиаторное отопление
В отопительный контур квартиры подается не более требуемого по расчету расход теплоносителя для покрытия тепловых потерь. Для ограничения расхода теплоносителя поступающего в контур отопления на стадии наладки устанавливается преднастройка на зональном клапане (рисунок 3).
Настройка определяется расчетным путем и учитывает дополнительное сопротивление отопительного контура по отношению к контуру ГВС рассматриваемой квартиры для их гидравлического согласования и исключения возникновения шумов в системе отопления. Регулирование температуры в помещениях может осуществляться термостатическими регуляторами установленными на радиаторах отопления или посредством центрального электронного термостата находящегося в контрольном помещении.
Во втором случае сигнал от центрального термостата поступает на исполнительный двухпозиционный термоэлектрический привод устанавливаемый на зональном клапане КТП. При этом осуществляется отопление методом местных пропусков. Применение центрального термостата позволяет вводить индивидуальную программу отопления. Также систему отопления квартиры можно разделить на контуры с установкой термостатов в каждом помещении квартиры (лучевая разводка системы отопления). От термостата сигнал подается на клапан своей зоны (КТП комплектуется распределителем).
Для организации системы отопления квартиры применимы как кольцевая так и лучевая схемы разводки.
Рисунок 3 – Гидравлическая схема КТП базовой комплектации
– пластинчатый теплообменник ГВС;
– трехходовой РМ-регулятор;
– дроссельная шайба ГВС на 12 15 17 лмин;
– воздухоотводчик (кран Маевского);
– грязеуловитель с шаровым краном для промывки наполнения и слива (опция);
– разъем для счетчика холодной воды 110 мм;
– разъем для счетчика тепловой энергии 110 мм;
– муфта для погружной гильзы счетчика тепловой энергии;
– запорный шаровой кран;
СТС – система теплоснабжения;
ОК – отопительный контур;
ХВСГВС – системы холодного и горячего водоснабжения
Включениемотключением режима ГВС в КТП управляет гидравлический регулятор-распределитель расхода пропорционального действия (далее – PM-регулятор; от нем. proportional mengen – пропорционально расходу). PM-регулятор выпускается в двух вариантах: двухходовой или трехходовой с функцией приоритета ГВС.
В зависимости от типоразмера водонагревателя установленного в КТП применяются соответствующие диаграммы определения параметров теплоносителя для обеспечения нагрева питьевой воды (приложение Б). В каждом случае в режиме ГВС после водонагревателя КТП обеспечивается низкая температура обратной магистрали Т21 в связи с проточным (противоточная схема движения теплоносителя) режимом нагрева питьевой воды.
Режим ГВС (только для КТП с функцией приоритета ГВС). Отопительный период
В режиме отопления (рисунок 4а) теплоноситель Т21 циркулирует через третий ход 4 PM-регулятора.
При открытии крана прибора разбора горячей воды (рисунок 4б) возникает перепад давлений на мембране 6 PM-регулятора перемещающий ее и жестко скрепленный с ней шток 5 из начального положения «контур отопления открытконтур ГВС закрыт» в положение «контур отопления закрытконтур ГВС открыт» и происходит регулирование подачи теплоносителя в проточный водонагреватель пропорционально расходу поступающей в противоточном режиме питьевой воды В1.
При этом весь теплоноситель Т11 поступающий в КТП направляется в контур ГВС после которого проходит прибор учета тепловой энергии и поступает в обратный трубопровод системы теплоснабжения Т22. С закрытием крана прибора разбора горячей воды через выполненную в корпусе PM-регулятора импульсную линию 2 перепад давлений на мембране 6 исчезает и возвратная пружина 1 переводит шток 5 в исходное положение – отопление продолжается контур ГВС перекрыт.
Рисунок 4 – Схема работы трехходового РМ-регулятора
а – в режиме включенного отопления; б – в режиме ГВС; 1 – возвратная пружина штока; 2 – импульсная линия давления; 3 – дроссель контура отопления (третий ход); 4 – третий ход РМ-регулятора; 5 – шток; 6 – мембрана
3 КТП с параллельным режимом работы ГВС и контура отопления
Базовая комплектация КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления
Базовая комплектация КТП представлена на рисунке 5.
Особенности функционирования КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления
Рисунок 5 – Гидравлическая схема КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления
– двухходовой РМ-регулятор;
Данная схема КТП характеризуется большей суммарной тепловой мощностью подключения т. к. не обеспечивается 100-процентное отключение контура отопления рассматриваемой квартиры в момент потребления горячей воды. Расход теплоносителя в контур отопления может ограничиваться только соотношением сопротивлений по отношению к контуру ГВС.
Схема КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления позволяет обеспечить большую по сравнению со схемой КТП с приоритетным режимом ГВС отопительную нагрузку. В основном это достигается за счет увеличения проходного сечения трубопроводов подключения КТП к системе теплоснабжения и отопительного контура квартиры Т11 Т12 Т21 и Т22 а также за счет изменения схемы движения теплоносителя что позволяет обеспечить более низкие параметры гидравлического сопротивления отопительного контура (при больших расходах теплоносителя) и следовательно увеличить пропускную отопительную способность КТП.
Применение КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления
Применение КТП увеличенной отопительной мощности (см. рис. 5) целесообразно если среднесуточное соотношение нагрузок ГВС и отопления за отопительный период превышает 50 % при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления выше минус 30 °С и при любом соотношении нагрузок для районов с более низкой расчетной температурой наружного воздуха. При данных условиях также применяются КТП с приоритетным режимом ГВС. Должна быть выполнена проверка способности ограждающих конструкций здания обеспечивать требуемые параметры температуры в помещении при работе КТП в режиме приоритета ГВС в период пикового разбора горячей воды.
Применение КТП с гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления рекомендуется при использовании схемы с КТП для теплоснабжения помещений больших площадей или отдельных помещений административно-бытовых зданий мест общего пользования с организацией полного учета энергоресурсов коттеджей подключенных к центральной котельной.
Двухходовой PM-регулятор В КТП с условной гидравлической связью режима работы водонагревателя ГВС и отопления применяется двухходовой PM-регулятор. Функциями РМ-регулятора являются включениеотключение контура ГВС и пропорциональное регулирование его работы.
Все положения применимы также для схемы КТП с условной гидравлической связью. Двухходовой РМ-регулятор имеет дроссель первичного контура для возможности регулирования расхода теплоносителя при изменении температурного графика системы теплоснабжения.
4 Режим ГВС. Летний период эксплуатации. Термический мост циркуляции
В схеме теплоснабжения с КТП необходимо обеспечить циркуляцию греющего теплоносителя Т11 в летний период эксплуатации (отсутствие отопительной нагрузки) для нагрева горячей воды Т3 в водонагревателе КТП. Для этого в зависимости от применяемой схемы разводящих сетей здания требуется принять следующее.
При схеме 1 в каждом КТП удаленном более чем на 3 м от распределительной магистрали теплоносителя устанавливается термический мост циркуляции (регулятор температуры «после себя») который имеет настроечную шкалу 45–65 °С (рисунок 6).
При схеме 2 термический мост циркуляции устанавливается в крайних по ходу движения теплоносителя КТП подключенных к рассматриваемому стояку или применяется выносной термический мост циркуляции в крайней по ходу движения теплоносителя точке стояка (например на техническом этаже) (рисунок 7).
Такое решение обеспечивает стабильную температуру греющего теплоносителя Т11 перед водонагревателем достаточную для нагрева расчетного количества питьевой воды до нормативного уровня при отсутствии отопительной нагрузки.
Функцию термического моста циркуляции может выполнять RTL-вентиль (return temperature limiter – ограничитель температуры обратной линии) устанавливаемый на радиаторе ванной комнаты (полотенцесушителе).
Режим работы термического моста циркуляции представлен на рисунке 8. Применение в системе теплоснабжения термического моста циркуляции позволяет снизить потери тепловой энергии за счет отсутствия централизованной системы ГВС и периодической циркуляции теплоносителя Т11 для нагрева питьевой воды в летний период.
Рисунок 6 – Схема КТП укомплектованного термическим мостом циркуляции
– пластинчатый теплообменник ГВС; 2 – трехходовой РМ-регулятор; 3 – дроссельная шайба ГВС на 12 15 17 лмин; 4 – воздухоотводчик (кран Маевского); 5 – зональный клапан; 6 – грязеуловитель с шаровым краном для промывки наполнения и слива (опция); 7 – разъем для счетчика холодной воды 110 мм; 8 – разъем для счетчика тепловой энергии 110 мм; 9 – муфта для погружной гильзы счетчика тепловой энергии; 10 – запорный шаровой кран; 11 – термический мост циркуляции; СТС – система теплоснабжения; ОК – отопительный контур; ХВСГВС – системы холодного и горячего водоснабжения.
Рисунок 7 – Термический мост циркуляции устанавливаемый на теплоснабжающем стояке:
а – верхний мост циркуляции; б – нижний мост циркуляции; 1 – автоматический воздухоотводчик; 2 – термический мост циркуляции; 3 – сливной кран.
Рисунок 8 – Режим работы термического моста циркуляции
5 Методика гидравлического расчета системы теплоснабжения с КТП
Приведем расчет для схемы КТП с приоритетным режимом ГВС (рисунок 9).
Рисунок 9 - Расчетная схема системы теплоснабжения дома
Целью расчета является определение расчетных напора и расхода сетевого насоса а также диаметров участков разводящих сетей и настроек балансировочной арматуры ответвлений и КТП.
Исходными данными являются:
– расчетная отопительная нагрузка отдельно взятой квартиры;
– гидравлическое сопротивление контура отопления отдельно взятой квартиры;
– расчетный температурный график системы теплоснабжения;
– материал трубопроводов и длины отдельных участков системы теплоснабжения;
– места установки КТП в системе;
– марка и модель запорной и балансировочной арматуры;
– марка и модель приборов учета тепловой энергии;
– расчетная температура холодной питьевой воды;
– расчетный секундный (минутный) расход горячей воды для каждой отдельно взятой квартиры.
Рассматривается симметричная схема построения системы теплоснабжения дома.
Выбор требуемой комплектации КТП
В зависимости от требований проекта схема КТП может включать различные дополнительные элементы. Комплектация КТП может влиять на его гидравлическое сопротивление. Возможные схемы КТП приведены в разделе 5.
Например для теплоснабжения квартир принимаем КТП с теплообменником 35 кВт который обеспечивает приготовление12 лмин (02 лс) питьевой воды при ее нагреве на 40 °С (также возможны другие режимы). Для ограничения расхода нагреваемой воды в КТП устанавливается дроссельная шайба на 12 лмин.
При выборе температурного графика системы теплоснабжения следует руководствоваться тем что температура теплоносителя Т11 для зимнего и летнего отопительных графиков отличается но в то же время отличается температура холодной воды (таблица 4 рисунок 10).
Сравнение параметров КТП в режиме ГВС при температурных графиках систем теплоснабжения применяемых в России
Первая стадия расчета. Определение параметров КТП
Расчет начинается с определения параметров для режима ГВС КТП для которого характерен максимальный расчетный расход теплоносителя.
Рисунок 10 – Диаграммы работы контура ГВС КТП для двух режимов нагрева питьевой воды
По рисунку 11 определяем соответствующий расход теплоносителя Т11. (Расчетный расход теплоносителя Т11 в режиме ГВС не должен превышать 1000 лч т. к. это ведет к увеличению сопротивления контура и возможности возникновения шума в узлах КТП.)
Например производство 12 лмин горячей воды при нагреве исходной воды на 40 °С соответствует расходу теплоносителя 735 лч при расчетной температуре подающей линии 65 °С (рисунок 11).
По рисунку 12 определяем сопротивление КТП по найденному расходу теплоносителя Т11.
При установке прибора учета тепловой энергии обязательно учитывается его гидравлическое сопротивление. Согласно рисунку 12 сопротивление контура ГВС КТП при расходе 735 лч составляет 029 бар (с ультразвуковым счетчиком тепловой энергии).
Рисунок 11 – Диаграмма для КТП в режиме ГВС при различном уровне температуры подающей линии системы теплоснабжения. Нагрев питьевой воды на 40 °С (от 10 °С до 50 °С)
Рисунок 12 – Диаграмма для КТП в режиме ГВС
Выделение сегмента схемы системы теплоснабжения. Расчет ответвлений и теплоснабжающего стояка
При симметричной схеме системы теплоснабжения гидравлический расчет схемы выполняется последовательно начиная с самого удаленного относительно источника тепло снабжения КТП (находящегося в наихудших гидравлических условиях). Если схема системы теплоснабжения несимметричная (преобладающее количество объектов) то расчет каждого стояка выполняется отдельно. Для КТП различной мощности каждое ответвление к КТП рассчитывается отдельно. Расчет ответвления выполняется на режим приготовления горячей воды расчет стояка – с учетом отопительной нагрузки а также нагрузки ГВС – с учетом одновременности и приоритета по отношению к отопительной.
Для определения расчетных параметров теплоснабжающего стояка (диаметра и гидравлического сопротивления) требуется определить расчетный расход теплоносителя на данном участке.
Выбирается сегмент представляющий собой тупиковый участок стояка к которому подключены КТП (рисунок 13).
Предварительно производится расчет подводящих трубопроводов соединяющих стояк (этажную распределительную гребенку при применении схемы 2) с КТП (рисунок 14).
Для выполнения гидравлического расчета пользуются следующими зависимостями:
где λ – коэффициент трения по длине;
ρ – плотность теплоносителя кгм3;
w – скорость движения теплоносителя мс;
G – расчетный расход теплоносителя кгс;
S – площадь поперечного сечения трубопровода м2;
Ср – теплоемкость воды; 42 кДж(кг·°C);
ΔТ – расчетная разность температур;
Q – тепловая мощность кВт.
Например для участка медной трубы длиной 1 м при определенном расчетном расходе теплоносителя Т11 (735 лч) для обеспечения режима ГВС диаметр трубопровода составляет Ду = 25 мм при расчетной скорости течения равной 08 мс. Суммарные потери напора (подающий и обратный трубопроводы) составляют 00017 бар.
Следующим шагом суммируются потери напора в КТП и подводящих к нему трубопроводах:
017 + 02900 = 02917 бар.
Полученные параметры являются расчетными в точке подключения КТП к распределительному стояку.
Далее для выделенного сегмента схемы определяются расчетные расход теплоносителя и потери напора в точке подключения рассматриваемого стояка к распределительной магистрали (рисунок 15).
Расчетный расход теплоносителя на участке стояка определяется по рисунку 16.
Например для выделенного стояка с подключением трех квартир коэффициент составляет 2 (коэффициент всегда округляется в большую сторону относительно полученного значения).
Это означает что две из трех квартир рассматриваемого участка могут потреблять по 12 лмин горячей воды с температурой 50 °С (в реальных условиях эксплуатации эта цифра значительно меньше).
Рисунок 13 – Выделение сегмента системы теплоснабжения
Рисунок 14 (слева) – Определение параметров подводящих участков
Рисунок 15 (справа) – Определение параметров стояка
Производится суммирование расхода теплоносителя Т11 на приготовление горячей воды с учетом коэффициента одновременности и расхода теплоносителя Т11 на отопление остальных квартир рассматриваемого участка. Расход теплоносителя Т11 на отопление квартир потребляющих горячую воду в расчете не учитывается т. к. применяется схема КТП с приоритетным режимом ГВС.
Рисунок 16 – Диаграмма определения коэффициента одновременности потребления горячей воды в зависимости от количества квартир рассматриваемого участка
Эквивалентное число квартир потребляющих горячую воду в зависимости от общего числа квартир (по данным DIN 4708)
Для обеспечения требуемого температурного режима квартиры в контур отопления необходимо подавать расход теплоносителя соответствующий покрытию тепловых потерь помещений который определяется из формулы (4).
Для рассматриваемого примера примем расчетную отопительную нагрузку квартиры равной 3 кВт.
При расчетной разности температур в контуре равной 20°С расход составит 13154 лч.
Расчетный расход Т11 для рассматриваемого стояка составляет 735 · 2 + 13154 = 160154 лч (два КТП в режиме ГВС один КТП в режиме отопления).
По описанной методике для каждого участка стояка определяются диаметр и суммарные потери напора (подающая и обратная магистрали) в зависимости от расчетного расхода теплоносителя на участке и его протяженности. В результате получаем расчетные потери напора в точке подключения стояка к распределительной магистрали.
Для рассматриваемого примера (медная труба длины участков приведены на схеме расчетная скорость на участке – не выше 08 мс) получаем ΔP = 03095 бар при условном проходе в точке подключения стояка к распределительной магистрали Ду = 32 мм (рисунок 17).
Для гидравлической балансировки стояков в системе (этажных распределительных гребенок при применении схемы 2) в его основании необходима установка регулировочной арматуры.
Для рассматриваемого примера в расчетном режиме клапан должен обеспечить поддержание следующих параметров:
– расчетный расход – 160154 лч;
– расчетный перепад давлений – 03095 бар (рисунок 18).
По рисунку 19 определяется точка пересечения расчетного расхода теплоносителя и требуемой разности перепада давлений. Выбирается ближайшая большая настройка.
Рисунок 17 – Определение расчетных параметров стояка
При выборе балансировочной арматуры необходимо учитывать регулирующий диапазон клапана. Возможно применение в системе статических клапанов или сочетание статической и автоматической арматуры гидравлической балансировки.
Места установки и количество арматуры определяются проектным решением.
Регулирующая арматура служит для поддержания расчетных параметров в данном стоякеответвлении. Отопительная нагрузка и нагрузка ГВС при расчете схемы с КТП являются резкопеременными для системы теплоснабжения. Балансировочная арматура должна обеспечивать регулировку стояков (этажей при поэтажной разводке магистралей) между собой при переменных режимах работы системы теплоснабжения. Согласно рисунку 16 гидравлическое сопротивление балансировочного клапана для рассматриваемого расчетного режима составляет 0048 бар.
Рисунок 18 – Определение параметров балансировочной арматуры
Рисунок 19 – Диаграмма определения настроек балансировочной арматуры
Для рассматриваемого примера получаем требуемый перепад давлений в стояке: 00480 + 03095 = 03575 бар.
Рисунок 20 – Диаграмма определения сопротивления балансировочного клапана в зависимости от расхода теплоносителя
КТП в режиме отопления
Основное отличие режимов отопления и ГВС для КТП заключается в существенной разнице расхода теплоносителя перепадов температур для каждого режима и разности сопротивлений контуров.
Перепад температур для контура отопления задается изначально (в рассматриваемом примере – 20 °С).
Ввиду гораздо большего расхода теплоносителя в контуре ГВС КТП по отношению к контуру отопления требуется определить необходимость гидравлического уравновешивания этих контуров в КТП.
В том числе для решения этой задачи на обратной линии отопительного контура установлен зональный клапан (рисунок 21) с возможностью выполнения преднастройки. Этот же клапан является регулятором отопительного контура при дооснащении его термо-электроприводом с управлением от комнатного термостата.
Рисунок 21 – Зональный клапан в КТП
По рисунку 22 определяется гидравлическое сопротивление КТП в режиме отопления с учетом сопротивления счетчика тепловой энергии.
Рисунок 22 – Диаграмма для КТП в режиме отопления. Зональный клапан полностью открыт
Для расчетного расхода теплоносителя на отопление равного 13154 лч сопротивление КТП составляет 0025 бар.
Сопротивление КТП суммируется с сопротивлением контура отопления рассматриваемой квартиры (в примере принимаем 01 бар). Итоговая цифра составляет 0125 бар.
Определяется разность перепадов давлений в контурах отопления и ГВС КТП в расчетных режимах (рисунок 23).
Расчетный перепад давлений для режима ГВС КТП был определен равным 029 бар.
Разность перепадов давлений контуров КТП составляет:
ΔP = 029 – 0025 – 01 = 0165 бар.
Определение требуемой настройки зонального клапана осуществляется по его диаграмме (рисунок 24).
Выполнение настройки зонального клапана приведено на рисунке 25.
Определяется точка пересечения расчетного расхода теплоносителя на отопление и требуемой разности перепадов давлений контуров КТП. Выбирается ближайшая большая настройка.
Рисунок 23 – Определение разности сопротивлений контуров КТП
Рисунок 24 – Диаграмма для выполнения настройки зонального клапана
Рисунок 25 – Выполнение настройки зонального клапана. От полностью закрытого состояния вентиля выполняется его откручивание до полученного настроечного значения (положение 2 (72°))
Расширение сегмента расчета
После получения расчетных параметров подключения сегмента 1 (стоякаэтажа) к нему добавляется участок содержащий группу КТП следующего стоякаэтажа (до места слияния с последующим участком). Далее расширенный сегмент рассматривается в совокупности (рисунок 26).
Определяется коэффициент одновременности потребления горячей воды для расширенного сегмента. Для рассматриваемого примера коэффициент одновременности равен 3.
Согласно изложенной методике определяются расчетные диаметр магистрали расход теплоносителя и требуемый перепад давлений в точке подключения рассматриваемого сегмента.
С учетом коэффициента одновременности ГВС (рисунок 27) расчетный расход теплоносителя в точке подключения расширенного сегмента составляет
Gсегм = 3 · 735 + 3 · 13154 = 259962 лч.
Так как в рассматриваемом примере стояки абсолютно симметричны то следовательно одинаковы параметры в точках их подключения к распределительной магистрали. При несимметричной схеме требуется отдельно производить расчет для каждого стоякаответвления (рисунок 28).
Примечание – Рекомендуется принимать запас по гидравлическому сопротивлению на случай несоответствия монтажной схемы проектной. Принимается на усмотрение проектировщика.
Рисунок 26 – Расширение рассматриваемого сегмента
Рисунок 27 (слева) Определение коэффициента одновременности ГВС и расчетных расходов теплоносителя для расширенного сегмента
Рисунок 28 (справа) – Определение расчетных параметров участков системы для расширенного сегмента
Рисунок 29 – Окончание расчета системы
Далее расчет участков выполняется с последовательным добавлением ответвленийстояков учитывая все время расширяющийся сегмент и также постоянно изменяющуюся одновременность потребления горячей воды вплоть до точки подключения магистрали к источнику теплоснабжения.
Для полной схемы рассматриваемого примера (поскольку схема симметричная полученные параметры гидравлического расчета правого крыла схемы здания аналогичны параметрам левого крыла) получаем коэффициент одновременности ГВС равный 3.
Расчет максимального расхода горячей воды в системе выполняется в соответствии со СНиП 2.04.01–85*.
Методика расчетов расходов горячей воды (максимального секундного максимального часового и среднего часового) при максимальном водопотреблении основывается на расчете соответствующих расходов через водоразборные приборы и на определении вероятности их одновременного использования.
Определяем вероятность действия приборов Р по формуле:
Р = qhruU(q0N · 3600) (5)
где qhru – расход горячей воды на одного жителя в час наибольшего потребления лч;
U – число водопотребителей;
q0 – секундный расход воды прибором лс;
N – число приборов с горячей водой.
В соответствии с приложением 3 СНиП 2.04.01–85* для жилых домов квартирного типа с ваннами длинной от 1500 до 1700 мм оборудованными душами
qhru = 10 лч; U = 42 человека (12 квартир при средней заселенности 35 человека);
q0 = 02 лс (в соответствии с 3.2 СНиП 2.04.01–85* для жилых и общественных зданий допускается принимать это значение при отсутствии технических характеристик приборов); N = 12 · 2 = 24 при бора с горячей водой (принимается что в квартире 2 прибора). Получаем:
Р = 10 · 42(02 · 24 · 3600) = 0024.
Определяем вероятность использования санитарно-технических приборов (возможность подачи прибором нормированного часового расхода воды) в течении расчетного часа Рhr по формуле:
Рhr = 3600Рq0q0hr (6)
где Р q0 – то же что в формуле (5);
q0hr – часовой расход воды прибором; в соответствии с 3.6 СНиП 2.04.01–85* при отсутствии технических характеристик прибора допускается принимать q0hr = 200 лч.
Рhr = (3600 · 0024 · 02) 200 = 0086 01
т. к. Рhr 01 по таблице 2 приложения 4 СНиП 2.04.01–85* определяем NРhr = 42 · 0086 = 3612; αhr = 2065.
Определяем максимальный часовой расход горячей воды qhr м3ч по формуле:
qhr = 0005q0hrαhr (7)
где q0hr – то же что в формуле (6);
qhr = 0005 · 200 · 2065 = 2065 м3ч
что соответствует значению 344 лмин.
В случае определения коэффициента одновременности по рисунку Г.8 расчетный расход для всего здания составляет 3 кв. · 12 лмин = 36 лмин.
Следовательно данные применяемой диаграммы совпадают с российскими нормами.
Расчет системы ХВС производится согласно СНиП 2.04.01–85*. При этом стояк ХВС проектируется с учетом расчетной пропускной способности по холодной воде и воде для дальнейшего нагрева.
Суммарный расчетный расход теплоносителя Gсум с учетом одновременности ГВС (рисунок 30) для всего здания составляет
Gсум = 3 · 735 + 9 · 13154 = 338886 лч.
Выполняется полный расчет финального участка сети теплоснабжения.
Для выполнения расчета принимались следующие параметры:
– материал трубопроводов внутридомовой сети теплоснабжения – медь;
– расчетная скорость на участках – не выше 08 мс;
– запас на погрешность расчетов и возможное несоответствие монтажной и проектной схем – 30 %.
– расчетный перепад давления в системе – 03802 бар;
– расчетный расход теплоносителя в системе – 338886 лч.
По полученным параметрам производится подбор сетевого насоса системы рисунка 31.
Рисунок 30 - Диаграммы определения коэффициента одновременности потребления горячей воды в зависимости от количества квартир рассматриваемого участка 15–45 квартир
Рисунок 31 - Завершенный расчет схемы системы теплоснабжения с КТП
6 Расчет квартирных тепловых пунктов
Расчет КТП отопительных стояков насоса циркуляции произведен с помощью литературы «Рекомендации АВОК» Квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах.
)Суммарный расход теплоносителя на отопление и ГВС (с учетом коэффициента одновременности) равен 33 (м3час).
)ΔP= 0462 бар. (С учетом потери напора на балансировочном клапане)
)Балансировочный клапан - BALLOREXVenturiFODRV Ду40 (арт. 4750000H-001003)
)Настройка на балансировочном клапане позиция - 2.
)ΔP= 0472 бар. (С учетом потери напора на балансировочном клапане)
)Суммарный расход теплоносителя на отопление и ГВС (с учетом коэффициента одновременности) равен 38 (м3час).
)ΔP= 0591 бар. (С учетом потери напора на балансировочном клапане)
)Балансировочный клапан - BALLOREXVenturiFODRV Ду40
)Настройка на балансировочном клапане позиция - 3.
Расчет диаметров трубопроводов на стояки отопления выполнялся с учетом расчетного расхода скорости движения теплоносителя по трубам не более 08 мс и потерь напора при заданном расходе
Все данные о расходах теплоносителя потерях давления диаметрах трубопроводов изображены в приложении .
При разработке дипломного проекта были выполнены: расчет теплопотерь здания расчет оборудования в ИТП расчет квартирных тепловых пунктов расчет солнечных коллекторов и необходимого оборудования для правильной работы гелиосистемы.
Примененное оборудование в жилом доме отвечает требованиям энергоэффективности жилых и общественных зданий а так же позволяет экономить тепло- и электроэнергию.
Терморегуляторы на радиаторах в каждой квартире позволяют жителям осуществлять обогрев помещений с собственными потребностями в тепле. В каждом КТП установлен теплосчетчик и счетчик холодной воды что безусловно позволяет потребителю оплачивать только фактическое потребление ресурсов.
В ИТП установлен общий теплосчетчик на здание. При правильном расчете показаний теплосчетчиков установленных в КТП и ИТП например при создании ТСЖ в данном жилом доме можно пользоваться бесплатной солнечной энергией. Передача показаний со счетчиком воды и тепла в КТП осуществляется с помощью радиосигнала в диспетчерский пункт там же происходит суммарный анализ всех потребляемых ресурсов. В ИТП так же предусмотрена диспетчеризация оборудования которая позволит управлять их характеристиками с удаленного компьютера установленном в диспетчерском пункте.
Все разделы проекта выполнены в соответствии с требованиями нормативных документов требованиями заказчика и документацией заводов производителей оборудования.
Первая эксплуатация в зимнее время на данном объекте показала низкое потребление тепла за счет применения теплообменников с высоким КПД насосов с регулируемой частотой вращения терморегуляторов на отопительных приборах балансировочных клапанов на стояках теплоснабжения.
К минусам данного проекта можно отнести дороговизну оборудования предусмотренного к установке в жилом доме. Но окупаемость квартирных и индивидуального тепловых пунктов терморегуляторов радиаторов конвекторного типа всего несколько лет.
Список используемой литературы
СНиП 41-01-2003«Отопление вентиляция и кондиционирование»;
СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»;
СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения»;
СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»;
СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»;
СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети»;
СНиП 32-02-2003 «Тепловая защита зданий»;
ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»;
Богословский В.Н. Отопление и вентиляция. В 2 ч. Вентиляция.-М.: Стойиздат1976. - 440 с.
Богуславский Л.Д. Снижение расхода энергии при работе систем отопления и вентиляции. –М.: Стройиздат 1985. - 236 с.
Богуславский Л.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции. –М.: Стройиздат 1977. - 280 с.
Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция: учебное пособие для строительных вузов. В 2 ч. Ч.2. Вентиляция.- М.: Высшая школа 1984. - 263 с.
Справочное пособие «Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха» -М.: Пантори 2003 - 308с.