Проектирование индивидуального теплового пункта жилого дома блочного исполнения

Министерство  образования и науки   Российской Федерации   Санкт – Петербургский государственный   архитектурно – строительный университет     СПбГАСУ – ЛИСИ     Институт повышения квалификации   и профессиональной переподготовки специалистов

 

 

Курс

«Подготовка проектов внутренних и  наружных инженерных систем и сетей  теплогазоснабжения и вентиляции (П-04)»

 

 

 

 

Выпускная квалификационная работа

на тему:

Проектирование индивидуального  теплового пункта жилого дома блочного исполнения

 

 

 

 

 

 

Выпускник  Шаров Антон  Михайлович   ______________

(подпись)

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 

2012

 

Содержание

1 Введение 3

2 Общие данные 5

3 Объем представляемой работы 5

4 Характеристика ИТП. 5

5 Схема присоединения, температурные параметры и тепловые нагрузки по ИТП 1 жилой части секции 1,2 6

6 Основные тепломеханические решения 6

6.1 Общие решения. 6

6.2 Решения по ИТП для жилой части. 7

6.3 Решения по тепловой изоляции. 9

7 Основные решения по коммерческим УУТЭ. 9

7.1 Назначение коммерческого узла учета тепловой энергии. 9

7.2 Характеристика КУУТЭ. 9

8 Автоматизация и диспетчеризация ИТП. 10

9 Отопление и вентиляция, водопровод и канализация помещения ИТП 11

10 Электроснабжение и электроосвещение 11

11 Энергосбережение. 12

12 Мероприятия по снижению шума 12

13 Заключение 14

14 Список использованной литературы 15

15 Приложения 16

15.1 Приложение 1 Техническая спецификация 17

15.2 Приложение 2 Спецификация на пластинчатый теплообменник отопления 18

15.3 Приложение 3 Спецификация на пластинчатый теплообменник ГВС 19

15.4 Приложение 4 План размещения ИТП 1 20

15.5 Приложение 5 Схема ИТП1 21

 

1. Введение

Одним из основных элементов систем теплоснабжения являются тепловые пункты. При этом они являются и наиболее сложными с технической точки  зрения. Сегодня большинство новых  и реконструируемых зданий оснащаются индивидуальными тепловыми пунктами. Можно выделить два принципиально  различных подхода к изготовлению тепловых пунктов. Первый, наиболее распространенный, способ заключается в сборке теплового  пункта из отдельных компонентов  на месте установки. Второй способ, получающий все большее распространение, состоит в том, что тепловой пункт  полностью изготавливается в  заводских условиях и доставляется на место монтажа в собранном  виде- блочный индивидуальный тепловой пункт (БИТП). Каждый из этих способов имеет  свои преимущества и недостатки. Безусловно, к этому перечню можно добавить еще ряд плюсов и минусов каждого  из указанных способов.

Тепловые пункты, монтируемые  на месте	Блочные тепловые пункты заводской  готовности
Преимущества	Недостатки
- нет необходимости осуществлять перевозку теплового пункта в сборе. Перевозка только отдельных компонентов	- необходимость транспортировки БИТП к месту монтажа (транспортные расходы)
	- размеры проемов для проноса БИТП накладывают ограничения на габаритные размеры БИТП
- гарантия на разные компоненты  теплового пункта от разных  производителей; несколько разных сервисных партнеров для различного оборудования, входящего в состав теплового пункта;	- гарантия на БИТП и все  оборудование от одного производителя,  один сервисный партнер на  весь БИТП;
	- изготовление и проверка БИТП  в заводских условиях;
- необходимость наличия высококвалифицированного персонала для монтажа теплового пункта;	- простота монтажа БИТП на  месте установки;
- длительный срок проведения  монтажных работ.	- короткие сроки проведения  монтажных работ.

БИТП изготавливаются в соответствии с требованиями действующих нормативных  документов и имеют сертификаты  соответствия Госстандарта, разрешения на применение Ростехнадзора. БИТП поставляются заказчику в полностью собранном  виде. По требованию клиента тепловой пункт может быть разбит на несколько  отдельных модулей, что существенно  упрощает доставку к месту и монтаж крупных тепловых пунктов. При изготовлении также учитываются ограничения  по габаритным размерам, которые могут  быть обусловлены размерами дверных  проемов, через которые тепловые пункты будут доставляться  к  месту монтажа.

В настоящей работе представлен  проект БИТП  жилой части жилого дома одного из строящихся в настоящее  время объектов в Красносельском р-не Санкт-Петербурга.

 

 

2. Общие данные

Объект : Жилой многоквартирный  дом со встроенными помещениями  и паркингами по адресу: Санкт-Петербург, Красносельский административный район, Петергофское шоссе.

проект БИТП подготовлен на основании:

- Задания

- предоставленных архитектурно-строительных  чертежей.

-  условий на подключение  к системе теплоснабжения ГУП  «ТЭК СПб» 

Жилой комплекс со встроенными помещениями  и парковками расположен по адресу: Санкт-Петербург, Красносельский административный р-н

Здание состоит из 19 секций разной высотности ,с встроенными помещениями, расположенными на 1 этажах. В стилобатной части двора расположена 2 уровневая подземная автостоянка.

Согласно ТУ ГУП «ТЭК Спб» на присоединение  комплекса к тепловым сетям, источником теплоснабжения является Юго-Западная ТЭЦ. Присоединение данного комплекса   осуществляется на внутриквартальных  тепловых сетях.

3. Объем представляемой работы

Проектом предусматривается размещение помещений тепловых пунктов на этаже, расположенным на отм.-4,0. Для жилой  части здания, встроенных помещений  и автостоянки предусматриваются  отдельные ИТП (индивидуальные тепловые пункты) с отдельными КУУТЭ (коммерческими  узлами учета тепловой энергии). ИТП  располагаются в отдельных помещениях с самостоятельными выходами наружу в коридор технического этажа.

В настоящей работе представлен проект одного индивидуального теплового пункта жилой части объекта – ИТП1 , к которому подключаются секции 1 и 2 здания.

4. Характеристика  ИТП.

Помещение ИТП 

- категория помещения по взрыво- пожаробезопасности - Д, 

- жаркое, влажное;

- температура окружающего воздуха  от +5°С до +30 °С;

- относительная влажность воздуха  от 30 до 80 % во всем диапазоне температур;

•  - атмосферное давление от 630 до 800 мм рт. ст.;

•  - воздушная среда не содержит агрессивных примесей.

В настоящей работе представлен проект одного индивидуального теплового пункта жилой части объекта – ИТП1 , к которому подключаются секции 1 и 2 здания.

5. Схема присоединения, температурные параметры и тепловые нагрузки по ИТП 1 жилой части секции 1,2

	Схема присоединения	Температуры °С	Расчетная нагрузка, Гкал/ч
На вводе		150/75	0,369/0,215
Отопление	Независимая, с паяными пластинчатыми теплообменниками	85/60	0,161
ГВС 1 зона макс.ч /ср.час	Закрытая схема через разборный одноходовой пластинчатый теплообменник.	65	0,208/0,054

В межотопительный период расчетный  температурный график теплосети  принимается 70/40 °С

Давления в точке подключения  согласно условиям подключения составляют:

Р1= 114 м. вод. ст.

Р2= 38 м. вод. ст.

6. Основные  тепломеханические решения 

1. Общие решения.

В качестве первичного теплоносителя  в схеме теплового пункта принята  вода

от городских тепловых сетей  с температурным графиком 150-75°С. Теплоснабжение от Юго-Западной ТЭЦ осуществляется по 2-х трубной схеме. В межотопительный период потребители снабжаются ГВС с сохранением циркуляции с отключением на 14 дней для проведения регламентных работ на ТЭЦ и тепловых сетях. В межотопительный период расчетный температурный график теплосети 70-40 °С.

На основании технического задания  ИТП проектируются в блочном исполнении на основе блоков заводской готовности фирмы «Alfa Laval».

Технические спецификации блочного ИТП и теплообменников отопления и ГВС находятся в Приложениях 1, 2, 3.

В состав блоков Alfa Laval входит:

• Узел подготовки воды на нужды отопления ( теплообменники, запорная, запорно-регулирующая, предохранительная, дренажная арматура, фильтры, клапаны автоматики с приводом, КИП, насосное оборудование, автоматика управления насосами и клапанами ).

•  Узел подготовки воды на нужды  горячего водоснабжения

(теплообменники, запорная, запорно-регулирующая, предохранительная, дренажная арматура, фильтры, клапаны автоматики с  приводом, КИП, насосное оборудование, автоматика управления насосами  и клапанами.)

В ИТП применяются стальные электросварные прямошовные трубопроводы по ГОСТ 10704-91 из ст20 с Ø 57 включительно и выше. Трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75* для трубопроводов меньше Ø 57 для внутренних контуров. Для трубопроводов ГВС применены полипропиленовые трубы Banninger PN10.

В качестве запорной и запорно-регулирующей арматуры применены стальные шаровые  краны фирмы «Danfoss».

Запорная  арматура: стальные шаровые краны  под приварку.

Балансировочная арматура - ручные чугунные фланцевые  седельчатые клапаны MSV-F2 Ру=16 бар

Спускная  арматура - муфтовые латунные шаровые  краны. Сетчатые фильтры, вентили, обратные клапаны, дренажные краны запроектированы  фирмы «Danfoss».

Приборы КИП (термометры и манометры) предусмотрены  фирмы «Росма».

2. Решения по ИТП для жилой части.

ИТП жилой части здания работает на две секции здания. Системы отопления и ГВС разных секций подключатся на один общий теплообменник, Системы отопления разных корпусов подключаются по отдельным веткам с общего коллектора ИТП.

Для рассматриваемого ИТП1, для жилой части, запроектирована одна зона ГВС.

На  вводе тепловой сети в ИТП устанавливается  отключающая стальная шаровая арматура. На подающем трубопроводе устанавливается  сетчатый фильтр для защиты расходомеров КУУТЭ. На выходе из теплообменников  по греющему контуру устанавливаются  фильтры.

Из-за большого перепада давления на вводе  порядка DР=70 м.вод.ст. предусматриваются:

на  обратном трубопроводе греющего контура  устанавливается составной регулятор  давления «после себя» марки AVD фирмы  «Данфосс»

на  подающем трубопроводе греющего контура  устанавливается регулятор перепада давления марки VHG 519L фирмы «Siemens». Они  выполняет функцию ограничителей  расхода теплоносителя из тепловой сети, согласно требованию теплоснабжающей  организации.

Системы отопления жилой части подключаются по независимой схеме через паяные пластинчатые теплообменники, производства «Alfa Laval». По техническому заданию заказчика для резервирования устанавливаются 2 т/о по 100% мощности каждый. На обратном трубопроводе перед теплообменником устанавливаются сдвоенные насосы фирмы «Grundfos» с «мокрым ротором» и интегрированным частотным преобразователем в корпусе двигателя Magna D 32-120.

На  обратном трубопроводе греющего контура  отопления устанавливается двухходовой  седельный клапан VB-2 с приводом   фирмы «Danfoss». Данный клапан регулирует температуру воды внутреннего контура отопления по датчику наружного воздуха, а также контролирует температуру, уходящую в тепловую сеть по сигналу от погружного термометра сопротивления, установленного после теплообменника со стороны теплосети.

Для подготовки ГВС в ИТП жилой  части устанавливается одноходовой  разборный пластинчатый теплообменник  производства «Alfa Laval». На обратном трубопроводе греющего контура ГВС устанавливается двухходовой седельный клапан с электроприводом фирмы «Danfoss», который контролирует температуру горячей воды, подаваемую к потребителям ГВС. Для обеспечения постоянной циркуляции в контуре полотенцесушителей предусматривается циркуляционная линия с насосом «Grundfos» из нержавеющей стали UPS 25-80N. Материал трубопроводов системы ГВС и циркуляции ГВС - полипропилен Banninger Pn10.

Подпитка  независимого контура системы отопления  осуществляется из обратного трубопровода тепловых сетей. Давление в обратном трубопроводе тепловой сети превышает необходимое давление в контурах отопления, по этому на линии подпитки устанавливаются солиноидные клапаны «Danfoss», регулирующие давление после себя по сигналу прессостата.

Компенсация температурных расширений теплоносителя  независимого контура систем отопления, осуществляется за счет установки расширительных мембранных баков «Reflex» подключенных к обратному трубопроводу систем.

План  размещения оборудования см. Приложение 4.

3. Решения по тепловой изоляции.

В ИТП для трубопроводов, арматуры, оборудования и фланцевых соединений предусмотрена тепловая изоляция, обеспечивающая температуру на поверхности теплоизоляционной  конструкции, расположенной в рабочей (обслуживаемой) зоне помещения не более 45 °С.В качестве тепловой изоляции применены  минераловатные цилиндры на синтетическом  связующем с покрытием алюминиевой  фольгой «ROCKWOOL» толщиной 30 мм.

7. Основные  решения по коммерческим УУТЭ.

1. Назначение  коммерческого узла учета тепловой энергии.

Коммерческий  узел учета тепловой энергии (далее  по тексту - КУУТЭ) предназначен для  автоматизированного учета потребленной тепловой энергии абонентом тепловой сети. Показания коммерческого узла учета служат основанием для расчетов с теплоснабжающей организацией за потребленную тепловую энергию. Для  ИТП жилья, встройки и автостоянки  предусматриваются отдельные КУУТЭ  расположенные на вводе.

2. Характеристика  КУУТЭ.

В состав коммерческого узла входит следующее  оборудование:

1)  Комплект электромагнитных теплосчетчиков-расходомеров   КМ-5-2

2)  Комплект термопреобразователей  сопротивления КТС-Б - 2 шт. Установлены  на подающем и обратном трубопроводе  тепловой сети на вводе в  ИТП.

Учет  тепловой энергии в отопительный период осуществляется по формуле:

(1)  W=M1x(h1-hxB)-M2x(h2-hxB),     [Гкал/час]

Учет  тепловой энергии в межотопительный  период осуществляется по формуле:

(2)  W=M3x(h3-hxB),     [Гкал/час] Характеристика  помещения, где установлен КУУТЭ:

- по взрывопожарной и пожарной  опасности категории Д, влажное;

- температура окружающего воздуха  от +5°С до +30°С;

- атмосферное давление от 630 до 800 мм.рт.ст.;

- воздушная среда не содержит  агрессивных примесей;

В помещении ИТП организуется GSM связь  для передачи данных с коммерческого  узла учета тепловой энергии в  теплоснабжающую организацию.

(3)На линии подпитки из обратного трубопровода тепловой сети устанавливается крыльчатый счетчик ВСГ-20

(4) В ИТП на вводе водопровода устанавливается механический счетчик для технического учета потребляемой воды на нужды ГВС.

Спецификацию  КУУТЭ и ИТП смотреть на принципиальной схеме Приложение 5

8. Автоматизация и диспетчеризация ИТП.

Для данного комплекса предусматривается  система автоматизации инженерных систем, в том числе и ИТП. Данные системы предусматриваются из условия  работы ИТП без постоянного присутствия  обслуживающего персонала, передачей  аварийных сигналов по работе ИТП  в диспетчерский пункт комплекса.

Система автоматизации ИТП осуществляется на базе регулятора ECL-Comfort 310 фирмы «Danfoss». Регулятор конфигурируется под  выбранное приложение с помощью  электронного ключа программирования ECL. Регулятор имеет ряд уникальных особенностей:

•  для интеграции в системы  диспетчерского контроля и управления регулятора ECL Comfort 310 оснащен встроенными портами Ethernet и ModbusrrCP. С данными функциями данный контроллер можно подключить к системе диспетчеризации комплекса.

•    оснащен улучшенной функцией погодной компенсации регулируемой температуры (настройка температурного графика осуществляется по 6 точкам);

•  ограничивает температуру теплоносителя, возвращаемого источнику теплоснабжения, и его расход в зависимости от температуры наружного воздуха, способствуя сокращению потребляемой энергии;

•  минимальная ручная настройка  регулятора благодаря применению электронных ключей программирования;

•  функции управления сдвоенными циркуляционными насосами, системой подпитки, ведения архива и сигнализации об аварии.

•  К регулятору можно подключить до 6 температурных датчиков типа Pt 1000. К тому же имеются четыре конфигурируемых цифровых входа для температурных датчиков Pt 1000, датчиков давления (0-10 В или 4-20 мА)

Проектом автоматизации предусматривается:

• управление сдвоенными (основной-резервный) насосами с автоматической сменой их для равномерной наработки и  переключение на резервный двигатель  при выходе из строя двигателя  рабочего насоса;

• поддержание заданной температуры  теплоносителя в контурах системы  отопления с коррекцией по температуре  наружного воздуха.

 

В помещении индивидуального теплового  пункта (ИТП) комплекса предусматривается  установка щита с оборудованием  автоматики, обеспечивающего управление оборудованием системы отопления, теплоснабжения, ГВС. Конструкция щита управления предусматривает размещение на лицевой панели светосигнальной  арматуры и органов управления (панели оператора), обеспечивающих возможность  ручного управления оборудованием. Щиты управления клапанами и насосными  группами входят в объем поставки блочных ИТП производства «Alfa Laval».

9. Отопление и вентиляция, водопровод и канализация помещения ИТП

Отопление помещений теплового пункта осуществляется за счет тепла, поступающего с поверхности  изолированного оборудования.

В помещении ИТП для жилой и  встроенной части предусматривается  механическая вытяжка. Приток воздуха  в помещение ИТП предусматривается  из коридора через дверные неплотности. Для ИТП автостоянки предусматривается  механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Опорожнение из трубопроводов и оборудования ИТП, систем потребления осуществляется в приямок-охладитель, расположенный  в каждом ИТП размером 0,5x0,5x0,8 м  из которого дренажным насосом перекачивается в систему бытовой канализации. Для опорожнения воды из трубопроводов  ИТП предусматривается штатная  дренажная система. Трубопровод  холодной воды на нужды ГВС поступает  в помещение ИТП жилья из помещения  водопроводной повысительной насосной станции с необходимым расходом и потребным напором для системы  ГВС.

10. Электроснабжение  и электроосвещение

Разделом  проектом «Электроснабжение и электроосвещение»  предусматривается силовое электрооборудование, электроосвещение, внутреннее заземление.

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током  все металлические нетоковедущие  части оборудования автоматизации  и контроля должны быть заземлены  в соответствии с ПУЭ и СНиП 3.05.06-85. Электроснабжение оборудования ИТП выполнено по I категории надежности электроснабжения.

В ИТП предусмотрено рабочее искусственное  освещение для VI разряда зрительной работы и аварийное освещение.

Электрические сети обеспечивают возможность работы сварочных аппаратов и ручного электромеханического инструмента.

Степень защиты электрооборудования - не ниже IP 54.

Основными потребителями электроэнергии в  тепловом узле являются:

циркуляционные  насосы систем отопления, вентиляции, циркуляционные насосы ГВС;

Автоматика  индивидуальных тепловых пунктов и  оборудование КУУТЭ;

Освещение ИТП.

11. Энергосбережение.

Примененное в настоящем проекте оборудование позволяет осуществлять регулирование  подачи теплоты на отопление, в зависимости  от температуры наружного воздуха, с помощью регулирующих клапанов с электроприводом. Применение данной схемы позволяет осуществить  экономию тепла в период "излома" температурного графика (наружная температура  воздуха от +2 до +8° С) когда температура  сетевой воды в подающем трубопроводе выше той, которая нужна для отопления  при качественном регулировании  этой нагрузки. Для системы отопления  жилой части, встроенных помещений  и автостоянки применяются насосы с интегрированным частотным  преобразователем, что снижает электрическое  потребление комплекса в период «излома» температурного графика.

12. Мероприятия по снижению шума

Помещение ИТП расположено в техническом  этаже. Над помещениями ИТП расположены  встроенные помещения административного  назначения. Для предотвращения распространения  шума предусматриваются следующие  мероприятия:

•     В качестве насосного  оборудования для систем отопления, вентиляции и ГВС применены малошумные бесфундаментные насосы с «мокрым» ротором.

•     При креплении трубопроводов  к строительным конструкциям здания предусмотрены виброизолирующие опоры (вставки).

•    Рамные конструкции блочного ИТП «Alfa Laval» в основании имеют  виброизоляционные опоры. Данные мероприятия  существенно снижают структурные  шумы от работающего оборудования.

 

13. Заключение

При применении блочного ИТП, разработка проекта значительно упрощается, при этом повышается его качество - компоновка БИТП выполняется автоматизировано заводом изготовителем, тем самым, уменьшается количество ошибок - исключается влияние человеческого фактора при проектировании трубопроводов и расстановке аппаратов.

 

Применение  блочных ИТП экономит площади  здания , упрощает наладку и сдачу  в эксплуатацию , позволяет проектировщику меньше затрачивать время на рутинные операции и сосредоточится на проектировании функциональных характеристиках оборудования.

 

При реализации  проекта ИТП в полной мере достигнуты цели проекта – 

1. обеспечение жителей бесперебойным теплоснабжением с нормированными параметрами
2. Экономия тепловой энергии за счет качественно-количественного регулирования
3. Экономия площадей застройщика
4. Обеспечение сдачи объекта в срок (за счет упрощения экспертизы и сдачи в эксплуатацию ИТП).

 

14. Список использованной литературы

 

1. СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»

2. СНиП 41-02-2003 « Тепловые сети»

3. СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;

4. СНиП 3.05.03-85 «Тепловые сети»;

5. «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» Госгортехнадзора России ПБ 10-573-03 от 11.06.2003;

6. «Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок» Минэнерго РФ №115 от 24.03.2003.

7. Интернет ресурс производителя  Альфа Лаваль Россия http://local.alfalaval.com/ru-ru

8. Печатный материал  Альфа Лаваль  Россия на оборудование  Cetetherm Maxi

 

15. Приложения  
    

1. Приложение 1 Техническая спецификация

 

2. Приложение 2 Спецификация на пластинчатый теплообменник  отопления

3. Приложение 3 Спецификация на пластинчатый теплообменник  ГВС

 

4. Приложение 4 План размещения ИТП 1

 

 

 

5. Приложение 5 Схема ИТП1