МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

Гаряче водопостачання

житлового кварталу

Методичні вказівки

до виконання курсової роботи з курсу “Теплопостачання”

для студентів базового напряму 6.0921 “Будівництво”

спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”

Затверджено

на засіданні кафедри

“Теплогазопостачання та вентиляція”

Протокол № 10 від 24 травня 2007 р.

Львів – 2007

Гаряче водопостачання житлового кварталу: Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу “Теплопостачання” для студентів базового напряму 6.0921 “Будівництво” спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція” /Укл.: Ярослав В.Ю., Юркевич Ю.С., Савченко О.О.  Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2007. 35 с.

Укладачі Ярослав В.Ю., ст. викладач,

Юркевич Ю.С., канд.техн.наук., доц.,

Савченко О.О., асист.

Відповідальний за випуск Возняк О.Т., канд.техн.наук., доц.

Рецензенти Желих В.М., канд.техн.наук., доц.,

Жук В.М., канд.техн.наук., доц.

Міністерство освіти і науки України

Національний університет „Львівська політехніка”

Кафедра “Теплогазопостачання і вентиляція”

Завдання

до курсової роботи “Гаряче водопостачання житлового кварталу”

з дисципліни “Теплопостачання”

Студенту______________________________________ Групи ______

(ІV курс, 8-й семестр)

Вихідні дані:

1. Місце будівництва________________________________________________

2. Номер магістральної камери _______________________________________

3. Житлові будинки мікрорайону / їх поверховість _______________________

4. Норма загальної площі, м²/людину, f_з = ________ .

5. Система теплопостачання __________________________________________

6. Приєднання системи опалення _____________________________________

7. Розрахункові параметри теплоносія, ^оС : =_____, =_____, =_____.

8. Гарантований тиск в мережі холодного водопроводу, МПа, P_g =_______________________

9. Вид прокладки теплових мереж ___________________________________

10. Наявний перепад тисків у вузловій камері теплової мережі, МПа, ΔP=_____________.

Додатки до завдання:

1. Фрагмент генплану кварталу;

2. Поверхові плани будинків кварталу.

Завдання видано “__” ______ 20__ р.

Термін закінчення “__”______ 20__ р.

Керівник ____________Підпис __________________

Студент _____________ Підпис __________________

Вступ

Виконання курсової роботи з гарячого водопостачання (ГВ) житлового кварталу є важливим етапом навчального процесу.

Мета методичних вказівок – викладення вимог до курсової роботи та рекомендацій з її виконання та використання науково-технічної літератури.

Склад і обсяг курсової роботи

В курсовій роботі необхідно запроектувати систему гарячого водопостачання житлового кварталу. При цьому вирішуються такі питання:

1. Визначення кліматичних даних місця будівництва;

2. Конструктивна розробка системи гарячого водопостачання будинку;

3. Розміщення обладнання, засобів автоматизації, арматури теплового пункту;

4. Визначення розрахункових теплових потоків на опалення та гаряче водопостачання житлового будинку;

5. Гідравлічний розрахунок системи гарячого водопостачання

   1. Гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі водорозбору;

   2. Визначення тепловтрат подавальних трубопроводів та циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ;

   3. Гідравлічний розрахунок подавальних та циркуляційних трубопроводів системи гарячого водопостачання в режимі циркуляції;

6. Розрахунок та підбір обладнання індивідуального теплового пункту будинку

6.1. Тепловий та конструктивний розрахунок підігрівника;

2. Підбір приладів обліку витрат теплової енергії, витрат холодної та гарячої води;

3. Розрахунок та підбір насосного обладнання вузла вводу;

4. Підбір засобів автоматизації та контрольно-вимірювальних приладів.

6. Побудова добового та інтегрального графіків витрат теплоти на гаряче водопостачання, визначення необхідної ємності бака-акумулятора;

7. Розрахунок теплових мереж житлового кварталу;

8. Складання специфікації обладнання індивідуального теплового пункту будинку.

Курсова робота складається з пояснювальної записки в обсязі 20...25 сторінок тексту і графічної частини (1 лист формату А1).

Записка включає: завдання до курсової роботи; зміст; стислий опис об’єкту гарячого водопостачання і схеми постачання гарячою водою; визначення розрахункових теплових потоків на опалення та гаряче водопостачання; гідравлічний розрахунок подавальних трубопроводів системи ГВ в режимі водорозбору; визначення тепловтрат подавальних трубопроводів та циркуляційних витрат на ділянках системи ГВ; гідравлічний розрахунок подавальних та циркуляційних трубопроводів системи ГВ в режимі циркуляції; розрахунок та підбір обладнання індивідуального теплового пункту будинку; розрахунок годинного і інтегрального графіків витрати теплоти на ГВ, визначення необхідної ємності бака-акумулятора; розрахунок теплових мереж житлового кварталу; список літератури. До пояснювальної записки додаються розрахункова аксонометрична схема системи гарячого водопостачання, добовий та інтегральний графіки витрати теплоти на гаряче водопостачання.

В графічній частині представляють:

- план типового поверху в масштабі 1:100 з нанесенням санітарно-технічних приладів, трубопроводів системи ГВ, стояків та сушарок рушників, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків;

- план підвалу в масштабі 1:100 (за необхідністю також і план горища в масштабі 1:200) з нанесенням трубопроводів, стояків, обладнання індивідуального теплового пункту (ІТП), місць вводів водопроводу та трубопроводів теплової мережі з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб;

- схема трубопроводів системи гарячого водопостачання в масштабі 1:100 з зображенням необхідної арматури, обладнання, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб;

- схема трубопроводів індивідуального теплового пункту (ІТП) будинку в масштабі 1:50(1:100) з зображенням необхідного обладнання, арматури, з вказанням діаметрів трубопроводів, номерів стояків, нахилів труб, позиційних позначень обладнання;

- план теплових мереж житлового кварталу в масштабі 1:1000 з зображенням контурів житлових будинків кварталу, проїзжої частини вулиць, тротуарів, теплової мережі, теплофікаційних камер, з вказанням маркування елементів теплової мережі, перерізів прокладки та довжин ділянок між характерними точками теплової мережі;

- загальний вид окремого елементу або нестандартного обладнання системи ГВ в спрощеному графічному зображенні в масштабі 1:10(1:20), з основними розмірами.

Специфікацію обладнання індивідуального теплового пункту (ІТП) будинку згідно позиційних позначень можна привести на листі графічної частини або включити до складу пояснювальної записки. У випадку проектування ІТП відкритої системи теплопостачання замість схеми трубопроводів індивідуального теплового пункту можна привести характерні розрізи в масштабі 1:50.

Загальні вимоги до системи ГВ

Системи ГВ включають: ввід в будинок, водомірні вузли, вузол обліку витрати теплової енергії, подавальні трубопроводи, стояки, підводки до санітарних приладів, циркуляційні трубопроводи, водорозбірну змішувальну, запірну та регулюючу арматуру, засоби автоматизації. До основного обладнання системи ГВ відносяться насосні установки, теплообмінники (водопідігрівники), регулятори змішування води та баки-акумулятори.

Системи централізованого ГВ будинків з поверховістю до 12 поверхів проектують з нижньою розводкою подавальних трубопроводів, при поверховості 12...16 поверхів застосовується верхня розводка. Системи централізованого ГВ проектуються з насосною циркуляцією води в стояках.

В сучасних системах ГВ застосовується схема, особливістю якої є розташування сушарок рушників на водорозбірних стояках. При цьому водорозбірні стояки (кількістю від 3 до 7) об’єднують за допомогою перемичок в групи, які називають секційними вузлами. Кожен секційний вузол обслуговується одним циркуляційним стояком, який приєднується до збірного трубопроводу системи. Приєднання водорозбірних приладів до циркуляційних стояків і циркуляційних трубопроводів не допускається [2].

В будинках висотою більше 4-х поверхів водорозбірні стояки закільцьовують по верху (при нижній розводці) або по низу (при верхній розводці), кільцююча перемичка приєднується до загального циркуляційного стояка. Кільцюючі перемички прокладаються на горищі, під стелею верхнього поверху або в підвалі(при верхній розводці).

У курсовій роботі необхідно розробити схему системи гарячого водопостачання будинку, маючи на увазі його конструктивні особливості, поверховість, об’ємно-планувальні рішення приміщень кухонь, ванних кімнат і санвузлів, їх взаємне розташування. Системи гарячого водопостачання і опалення будинків приєднуються до двохтрубних теплових мереж.

У квартирах встановлюється така водорозбірна арматура: у ванній кімнаті – змішувач для ванни і змішувач для умивальника або комбінований з поворотним зливом; на кухні – змішувач для мийки або раковини. У ванних кімнатах передбачаються сушарки рушників. На підводках від водорозбірних стояків до санітарно-технічних приладів необхідно передбачити вузли обліку витрати гарячої води, які включають запірний пристрій, фільтр, крильчастий лічильник води, зворотний клапан.

У верхніх точках трубопроводів систем ГВ належить передбачати пристрої для випуску (впуску) повітря – автоматичні повітровипускні пристрої (вантузи); в системах з нижньою розводкою повітря випускається через водорозбірні прилади верхніх поверхів або через повітряні крани у верхній частині подавальних стояків.

У нижніх точках системи трубопроводів передбачаються спускні (дренажні) пристрої.

Конструктивні елементи системи ГВ

Прокладку розвідних мереж в житлових будинках належить передбачати в підвалах, прокладку стояків і розводок систем ГВ належить передбачати в шахтах, відкрито – по стінах кухонь, ванних кімнат та інших приміщень. Горизонтальні теплопроводи прокладаються з нахилом не менше 0,002, при цьому циркуляційний трубопровід розташовують паралельно подавальному. Ділянки трубопроводів місцях проходження через стіни і перекриття укладають в металеві гільзи.

Відстань між осями неізольованих стояків із зовнішніми діаметрами до 32 мм приймають 80 мм. Труби закріпляють на стінах хомутами, при цьому залишають зазор між поверхнею ізоляції труби і поверхнею стіни 30...40 мм.

Горизонтальну розводку теплопроводів від стояків до водорозбірних приладів виконують на висоті 200 мм від підлоги, при цьому передбачають нахил труб 0,002...0,005.

Змішувачі, загальні для ванн і умивальників, повинні встановлюватися на висоті 1100мм, для ванн – на висоті 800 мм від підлоги до горизонтальної осі змішувачів.

Трубопроводи систем ГВ, як правило, виготовляються із сталевих оцинкованих труб, при діаметрах більше 150 мм і у відкритих системах теплопостачання допускається використання неоцинкованих сталевих труб. В системах ГВ також допускається застосування сертифікованих металопластмасових труб та труб з термостійких пластмас [2].

Установку запірної арматури належить передбачати: на трубопроводах гарячої води біля водопідігрівника; на відгалуженнях трубопроводів до секційних вузлів водорозбірних стояків, на початку подавальних та циркуляційних стояків у будинках висотою 3 поверхи і більше, на відгалуженнях від водорозбірних стояків в кожну квартиру.

Застосовується запірна арматура загальнопромислового призначення, яка розрахована на робочий тиск 0,6 МПа (60 м вод.ст.), засувки, крани кульові або коркові прохідні муфтові та фланцеві, вентилі запірні муфтові та фланцеві. Арматура діаметром до 50 мм повинна бути бронзовою, латунною або з термостійких пластмас.

Зворотні клапани встановлюють на циркуляційному трубопроводі перед приєднанням його до підігрівника і на трубопроводі, який подає холодну воду, а при безпосередньому водорозборі з теплових мереж (відкрита система теплопостачання) – на циркуляційному трубопроводі перед приєднанням його до зворотного трубопроводу теплової мережі та на відгалуженні від зворотного трубопроводу теплової мережі до терморегулятора.

Для контролю параметрів гарячої води передбачаються термометри і манометри. Термометри розміщують до і після підігрівників, регулятора змішування та на циркуляційному трубопроводі перед циркуляційним насосом. Манометри встановлюють на виході з підігрівника або регулятора змішування, на вході та на виході з насосного обладнання.

Для обліку витрати води передбачають лічильники витрати води, які встановлюють у закритих системах теплопостачання перед підігрівниками, а у відкритих – на трубопроводі гарячої води після регулятора змішування і на загальному циркуляційному трубопроводі. Лічильники води встановлюються на висоті 300 ... 1000 мм від рівня чистої підлоги. Для обліку витрати теплової енергії в системах опалення і ГВ будинку на вводі двохтрубної теплової мережі в будинок необхідно передбачити вузол обліку з тепломіром.

При недостатньому напорі в мережі холодного водопроводу на вводі в будинок, а також з метою створення примусової циркуляції в системі ГВ передбачаються насосні установки, які, як правило, розташовують в приміщеннях теплових пунктів. На напірній лінії кожного насоса передбачають зворотний клапан, запірний пристрій і манометр, а на всмоктувальній лінії – встановлення запірного пристрою і манометра. Насосні агрегати необхідно встановлювати на віброізолюючих основах; на напірних та всмоктувальних лініях необхідно передбачити встановлення віброізолюючих вставок. В сучасних системах широко застосовуються і без- фундаментні насосні агрегати, які встановлюються безпосередньо на трубопроводах.

Принципові схеми теплових пунктів будинків

За допомогою теплового пункта (вузла керування) здійснюється керування місцевих систем споживання теплоти (системи опалення, вентиляції, гарячого водопостачання), які підключаються до зовнішніх теплових мереж. В теплових пунктах передбачається розташування обладнання, арматури, приладів контроля і управління за допомогою яких здійснюються наступні функції: перетворення виду та параметрів теплоносія; регулювання витрати теплоносія та розподіл його по системах теплоспоживання; контроль параметрів теплоносія; облік витрат теплової енергії, теплоносія, конденсату; захист місцевих систем від аварійного підвищення параметрів теплоносія; заповнення та підживлення систем теплоспоживання; збір, охолодження, повернення конденсату та контроль його якості; акумулювання теплоти; водопідготовка для систем гарячого водопостачання (ГВ). В теплових пунктах, відповідно до їх призначення, здійснюються всі перелічені функції або тільки їх частина. Теплові пункти, в залежності від кількості будинків, які приєднуються до теплових мереж, поділяються на індивідуальні (ІТП) – для приєднання систем одного будинку або його частини та центральні (ЦТП) – для приєднання систем двох або більше будинків [ 9 ].

Приєднання споживачів теплоти до теплових мереж в теплових пунктах необхідно передбачати за схемами, які забезпечують мінімальну витрату води в теплових мережах, а також економію теплової енергії [ 3 ]. Теплові пункти можуть мати різноманітну схему в залежності від виду навантаження, яке приєднується (наприклад, тільки опалення або опалення з гарячим водопостачанням та, нарешті, опалення з гарячим водопостачанням і вентиляцією).

В закритих системах теплопостачання в залежності від співвідношення максимальних теплових потоків на гаряче водопостачання та опалення приєднання підігрівників ГВ приймають: при Q_hmax/Q_omax= 0,2...1,0 – двоступеневі схеми; при інших співвідношеннях – одноступеневу паралельну [3,9]. В якості приклада індивідуального теплового пункту з приєднанням систем опалення і гарячого водопостачання для закритої системи теплопостачання на рис.1 наведені робоча та монтажна схеми ІТП з двоступеневим змішаним включенням підігрівників системи гарячого водопостачання будинку. Засувка 3 в схемі постійно закрита. Регулятор тиску 5 включається за схемою регулятора витрати.

Р ис.1. Робоча і монтажна схеми ІТП з двоступеневим змішаним включенням

підігрівників.

1 - перша ступінь підігрівника; 2 – друга ступінь підігрівника; 3 – засувка; 4 – регулятор температури; 5 – регулятор витрати; 6 – елеватор з регульованим соплом; 7 – лічильник холодної води; 8 – лічильник гарячої води.

З начно простіше типова схема теплового пункту у випадку відкритої системи теплопостачання. На рис.2 наведені робоча і монтажна схеми ІТП при відкритій системі теплопостачання з відбором води з подаючого і зворотного трубопроводів теплової мережі. Вода з трубопроводів теплової мережі змішується в терморегуляторі 1. В якості терморегулятора звичайно використовують прилади типу ТРЖ або ТРД конструкції ОРГРЭС. В схемі обов’язкова установка двох лічильників гарячої води – лічильник 2 веде облік гарячої води, яка поступає на водорозбір, а лічильник 3 служить для загального обліку.

Рис.2. Робоча і монтажна схеми ІТП у випадку відкритої системи теплопостачання. 1- терморегулятор; 2,3 – лічильники води.

В житлових мікрорайонах поширені секційні будинки, в яких кожна секція має свою окрему систему опалення і гарячого водопостачання. Схема приєднання такого будинку показана на рис.3. Приєднання систем опалення здійснюється, наприклад, за залежною схемою з елеваторами, а приєднання систем гарячого водопостачання – через загальну водопідігрівну установку.

Р ис.3. Принципова схема приєднання систем опалення та гарячого водопостачання секційного житлового будинку.

Більш детально зі схемами приєднання систем гарячого водопостачання до теплових мереж можна ознайомитися в літературі [8,9,10,11,12,!3,14,15].