Автоматизация теплового пункта гражданского здания (стр. 6 из 19)
- обеспечивать давление теплоносителя в трубопроводах в пределах, допустимых для элементов систем и самого теплового пункта;
- гарантировать заполнение систем теплоносителем и защищать их от опорожнения;
- обеспечивать невскипание перегретого теплоносителя в верхних точках систем теплопотребления;
- при необходимости ограничивать предельный расход теплоносителя;
- осуществлять автоматическую гидравлическую балансировку тепловых сетей.
Поскольку системы вентиляции в настоящем дипломном проекте не рассматриваются, узел присоединения систем вентиляции также не будет рассмотрен.
Узел присоединения системы ГВС (V)
Способ приготовления горячей воды для хозяйственно-питьевых нужд определяется принятой в регионе схемой централизованного теплоснабжения.
При закрытой системе теплоснабжения нагрев водопроводной воды для ГВС производится, как правило, в скоростных водоподогревателях. В качестве водоподогревателей в современных системах горячего водоснбжения рекомендуется использовать пластинчатые водоподогреватели, которые производит фирма «Danfoss». Для небольших зданий, а также в целях обеспечения гарантированного запаса горячей воды (по требованию заказчика) допускается применение емкостных водоподогревателей.
Скоростные водоподогреватели могут присоединяться к системе теплоснабжения по одноступенчатой параллельной или двухступенчатой смешанной схеме. При двухступенчатой схеме в холодный период года водопроводная вода сначала подогревается обратным теплоносителем после системы отопления в первой ступени, а затем доводится до требуемой температуры во второй ступени первичным теплоносителем из тепловой сети. В теплый период года водопроводная вода нагревается только за счет сетевого теплоносителя, который в это время проходит последовательно через обе ступени водоподогревателя.
Узел присоединения системы отопления (VI)
Контур отопления на принципиальной схеме приведенной на рисунке 2.4 присоединен к внешней тепловой сети по зависимой схеме.
Зависимая схема присоединения системы отопления — самая распространенная в настоящее время. По требованиям нормативных документов она является приоритетной. Эта схема присоединения применяется, прежде всего, при одинаковом графике регулирования температуры теплоносителя в тепловой сети и в системе отопления. Основным критерием ее использования в других случаях является предписание теплоснабжающей организации.
Зависимая схема не требует использования дорогого тепломеханического оборудования. Главным ее элементом является насос, который необходим при автоматизации узла, а также при применении радиаторных терморегуляторов в системе отопления. Гидроэлеватор в качестве побудителя циркуляции не рассматривается как устройство, создающее недостаточные напоры и не поддающееся автоматизации.
Насос рекомендуется устанавливать в контуре системы отопления на подающем или обратном трубопроводе. Он подбирается на расчетный расход теплоносителя в системе отопления и при напоре, соответствующем суммарным потерям давления в ней с запасом в 10 %.
Автоматизация зависимо присоединенной к тепловой сети системы отопления осуществляется с помощью электронных регуляторов температуры (погодных компенсаторов).
2.2.1 Расчет тепловых нагрузок здания для выбора технологического оборудования отопительного теплового пункта
В настоящем дипломном проекте в качестве отапливаемого здания рассматривается пятиэтажное жилое здание с габаритными размерами 10х60х15 м. Поскольку отапливаемое здание является жилым, помимо нагрузки отопления в нем имеется нагрузка горячего водоснабжения. Количество жильцов равно 350 человек. Для выбора технологического оборудования отопительного теплового пункта необходимо вычислить расчетные расходы теплоты на отопление, а также среднечасовой расчетный и максимально часовой расходы теплоты на горячее водоснабжение, суммарную тепловую мощность систем отопления и ГВС.
По СНиП 2.04.07-86 наименьшей температурой воды в подающем трубопроводе для закрытых систем теплоснабжения, необходимым для подогрева воды, поступающей в системы горячего теплоснабжения потребителей должно быть не менее 70 °С, в нашем случае температура равна 95 °С.
Тепловые нагрузки принимают по проектным данным, если в результате обследования установлено соответствие проектам систем отопления и горячего водоснабжения. При отсутствии проектов или их несоответствии фактическим данным тепловые нагрузки для жилых зданий – по удельным характеристикам [5].
Расчетные расходы теплоты (Гкал/ч) на отопление жилых зданий определяют по укрупненным показателям:
, Гкал/ч, (2.4)где q – удельная отопительная характеристика здания при tн.р= минус 30 0С,
кал/(м3*ч*0С), q = 0,40 ккал/(м3*ч*0С);
a - поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия и применяемый в случаях, когда расчетная температура наружного воздуха отличается от 30 0С, a = 0,95;
V – объем здания по наружному обмеру, м3, V = 10*60*15 = 9000м3;
tв – расчетная температура внутри здания, 0С, tв = 20 0С;
tн.р – расчетная температура наружного воздуха, 0С, tн.р = минус 33 0С;
Qот = 0,95×0,40×9000×(20-(-33)) ×10-6=0,18126 Гкал/ч = 210.03 кВт.
Расход воды на отопление рассчитывается по формуле:
, (2.5)где
-расход на отопление, 
; 
-тепловая нагрузка на отопление, Гкал/ч; 
-температура в падающем и обратном трубопроводах, 0С (95 – 70 0С соответственно).
.Расходы теплоты системы горячего водоснабжения
Расход горячей воды среднечасовой за сутки наибольшего потребления определяется по формуле:
, (2.6)где N - число потребителей равно 350 человек;
A - норма расхода горячей воды на одного потребителя, 120л;
Gсрг – среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение, м3/ч;
10-3 – коэффициент перевода расхода воды из л/ч в м3/ч.
Максимально часовой расход горячей воды:
, (2.7)где Gсрг – среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение, м3/ч;
Gмаксг – максимально часовой расход воды на горячее водоснабжение, м3/ч;
к - коэффициент часовой неравномерности (при N=350, к=3,55).
Среднечасовой расход горячей воды:
, (2.8)где
-температура холодной воды, 5 0С; 
-температура горячей воды для закрытых, 55 0С.Среднечасовой расчетный и максимально часовой расходы теплоты на горячее водоснабжение (Гкал/ч) определяют по формулам:
, (2.9)Qгcp = 1.75 х 50 х 0.001 = 0.0875 Гкал/ч = 101,5 кВт,
, (2.10)Qгмакс = 6,2125 * 50 * 0,001 = 0,310625 Гкал/ч = 360,325 кВт,
где 55 – принятая температура горячей воды;
-температура холодной воды, 5 0С;Gсрг – среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение, м3/ч;
Gгмакс- максимально часовой расход горячей воды, м3/ч.
Суммарный расход теплоты на системы отопление и горячего водоснабжения жилого здания можем рассчитать по формуле:
, (2.11)где Qå - суммарный расход теплоты на отопление и ГВС, Гкал/ч;
Qотср - расход теплоты на отопление, Гкал/ч;
Qгмакс - расход теплоты на горячее водоснабжение, Гкал/ч.
2.2.2 Выбор технологического оборудования автоматизированного теплового пункта
2.2.2.1 Выбор регулятора перепада давления для систем отопления и горячего водоснабжения
Автоматические регуляторы перепада давления – устройства, стабилизирующие располагаемое давление регулируемого участка на заданном уровне. Регуляторы перепада давления имеют многообразное конструктивное исполнение, позволяющее применять их для любых проектных решений по стабилизации давления теплоносителя. Они могут быть с внутренней или наружной резьбой, с фланцами, с приварными патрубками. Каковы бы ни были конструктивные отличия регуляторов перепада давления все они основаны на одном принципе работы – начальном уравновешивании давления пружины настройки 10 и давления теплоносителя, передаваемого через гибкую диафрагму (мембрану) 7 (рисунок 2.6).