Проект тепловой сети для теплоснабжения общежития №8 ПСХТ

Министерство образования  и науки 

ФГОУ СПО «Псковский сельскохозяйственный техникум»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

по дисциплине «Теплоснабжение»

 

Тема: «Проект тепловой сети для теплоснабжения общежития №8 ПСХТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Выполнил: Андреев Д.А.

                                                Группа         23-41 

                                                Принял: Хвощевский С.П. 

 

 

Задание

на курсовое проектирование по дисциплине

«Теплоснабжение»

студенту IV курса, группы 23-41, отделения «Энергетики»

__________________________________________________________

 

Тема задания и исходные данные

«Проект тепловой сети для теплоснабжения общежития  №8 ПСХТ»

 

I Исходные данные

1 Снабжение тепловой  энергии осуществляется от котельной №15 по Ленинградскому шоссе 11 «б».

2 Подключение проектируемых  тепловых сетей осуществляется  к магистральному теплопроводу, проходящему по территории ПСХТ.

 

 

II Расчётно-пояснительная записка

   Введение

1 Последовательность  выполнения проекта

2 Расчётная часть

3 Описательная часть

   Заключение

   Литература

 

 

 

III Графическая часть проекта

 

Лист 1 – Чертёж «Тепловые сети»

Лист 2 – Разрез

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

  Введение……………………………………………………................5

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ  ПО УКРУПНЁННЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ....................................................6

  1.1 Определение количества теплоты  на отопление………….........6

  1.2 Определение количества теплоты на ГВС...................................9

  1.3 Общее количество теплоты  расхода зданием…………………13

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ………………...14

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ТРУБОПРОВОДА……………….15

4 ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ………………………………………...16 

5 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………..17

   Чертёж «Тепловые сеты»…………………………………………..17

    Разрез……………………………………………………………….18

    Спецификация……………………………………………………...19 

    Заключение…………………………………………………………20

    Литература………………………………………………………….21

Приложение А. Выкопировка  из схемы ген. плана микрорайона  «Кресты»………………………………………………………………22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Целью курсовой  работы является разработка технологической  документации, по которой строительная  организация может построить  нашу тепловую сеть. Одним из  главных показателей тепловой  сети, по которому выполняется  её чертёж, а потом и строительство, является диаметр. Нашей задачей, в этой курсовой работе, является определение диаметра трубопровода. Для того, чтобы определить трубопровод необходимо знать, какое количество теплоносителя нужно пропустить через трубопровод, в единицу времени. Чтобы определить количество проходящего через трубу теплоносителя, нужно знать какое количество теплоты должен принести теплоноситель, в единицу времени. А чтобы определить количество приносимой теплоты, нужно знать её расход, так как расход теплоты равен её приходу. Расход теплоты, в нашем случае, можно разбить на две части: это расход теплоты на отопление (который равен теплопотерям здания), и расходу теплоты на горячее водоснабжение. Расчёт теплопотерь здания производим по укрупнённым показателям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

     Для нормальной  жизнедеятельности человеческого  организма в зимних условиях  температура тела человека должна  поддерживаться не ниже  +36 С. При пребывании вне помещения для сохранения нормальной температуры тела люди одеваются в тёплые одежды, что особенно необходимо в условиях продолжительных и суровых зим в России. Дома люди снимают тёплые верхние одежды, и нормальные температурные режимы для человеческого организма обеспечиваются поддержанием в помещениях температуры воздуха не ниже  +18 С . Условиям теплового комфорта (наилучшего самочувствия человека в спокойном состоянии) отвечает температура воздуха в диапазоне  +20 С…+22 С и не менее однократного в 1 ч. воздухообмена в помещении.

     Выбор способа  отопления зданий, прежде всего,  определяется особенностями климата,  доступностью определённых видов  топлива, уровнем развития техники  и технологии строительства.

     Основными  потребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и жилищно-коммунальное хозяйство, которые используют тепловую энергию в виде пара (насыщенного или перегретого) или горячей воды различных параметров.

     В жилищно-коммунальном  хозяйстве тепловая энергия используется в системах отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. В настоящее время для обеспечения тепловой энергией жилищно-коммунального хозяйства в качестве теплоносителя используется, как правило, горячая вода.

     Для теплоснабжения  промышленных и жилищно-коммунальных  потребителей используются тепловые  электрические станции, районные  котельные, котельные промышленных  предприятий, мини-ТЭЦ и модульные  котельные. С развитием промышленности  и ростом численности городского населения происходит непрерывная концентрация тепловой нагрузки, поэтому в настоящее время большую актуальность имеет централизованное теплоснабжение. Централизованное теплоснабжение ведёт к экономии топлива за счёт более высокого КПД крупных котельных, а также мощных котельных современных ТЭЦ по сравнению с местными котельными.

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЯ  ПО УКРУПНЁННЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

 

1.1 Определение количества  теплоты на отопление

 

Для поддержания температуры в  отапливаемом помещении на расчётном уровне необходимо обеспечить равновесие между тепловыми потерями здания и притоком теплоты. Условие теплового равновесия может быть выражено в виде равенства:

,                                                                       (1.1)

где - суммарные тепловые потери здания, Вт.                 [1,с.22]

      - приток теплоты в здание через отопительную систему, Вт.                                                                                              [1,с.22]

     - внутренние тепловыделения, Вт.

        Для жилых  помещений  = 0                                     [1,с.22]

 

Расчётный расход теплоты на отопление  жилых зданий определяется по формуле:

,               (1.2)

где   - расчётный расход теплоты на отопление для жилых и       общественных зданий, Вт;                                                      [1,с.25]

- коэффициент инфильтрации, представляющий   собой отношение тепловых потерь  инфильтрацией к тепловым потерям  теплопередачей через наружные  ограждения. Значение коэффициента инфильтрации для жилых зданий лежит в пределах погрешности расчёта тепловых потерь, поэтому для упрощения инфильтрацию не вводят в расчёт, т.е. принимают ;                                                                                       [1,с.23]

- удельные тепловые потери  теплопередачей через наружные ограждения 1м объёма здания по наружному обмеру при разности температур внутри помещения и снаружи в 1 С, или удельная отопительная характеристика здания, ;

= 86                                                                           [4,с.45]

- поправочный коэффициент, определяется по формуле

  (1,3 + 0,01 ) ;

  = 1,04                                                                                    [1,с.24]

- объём здания , согласно рекомендациям  данным в [5,с.45] объём здания не берём во внимание и теплопотери жилого здания рассчитываем по площади ,м .

- расчётная температура воздуха  внутри помещения,  С

Для жилых зданий =18 С                     [1,с.293,Приложение 2]

- расчётная температура наружного  воздуха для проектирования отопления,  С.

Для Пскова = -26 С                            [1,с.292,Приложение 1]

- разность между расчётной температурой воздуха внутри помещения и расчётной температурой воздуха для проектирования. Эту величину мы не принимаем во внимание, т.к. эта величина уже учтена при расчёте удельных тепловых потерь теплопередачи .

Тогда формула (1.1) примет вид 

                                                                            (1.2)

 

Определяем площадь  всех помещений общежития по формуле:

 

,                                                                               (1.3)

где  - длина комнаты, м.

         =5,5 м. (путём измерения)

- ширина комнаты, м.

         =3 м. (путём измерения)

- общее количество помещений  в общежитии.

         = 218 шт. (данные коменданта общежития)

 

Определяем расход теплоты на отопление:

 

 

     На рисунке показана  схема зависимого присоединения  отопительной нагрузки с элеватором.                                        [1,с.96]

 

t1 – подающий теплопровод

t2 – обратный теплопровод

Г – грязевик;  Д – датчик расхода воды; В – воздушный кран;

А – абонентская система отопления.

 

 

     Я выбрал  зависимую схему теплоснабжения  с элеватором. Данная схема применяется  как для промышленных, так и  для жилых зданий. Эта схема  отопления проста в эксплуатации  и обслуживании. Затраты на строительство зависимой схемы теплоснабжения значительно меньше, чем при независимой схеме теплоснабжения. Так же в этой схеме присоединения есть смесительное устройство – элеватор. В элеваторе к сетевой воде, поступающей из подающей линии теплосети, подмешивается охлаждённая вода, из обратного теплопровода. В результате в отопительный прибор поступает вода с пониженной температурой. Это позволяет экономить энергию при тёплой погоде. Элеваторы просты и надёжны в эксплуатации. Для нормальной работы элеватора требуется разность давления в подающем и обратном трубопроводах местной системы отопления не менее 0,08 МПа, что легко достигается в нашей системе отопления. Постоянный расход в отопительной системе поддерживается регулятором расхода. Присоединение системы отопления по зависимой схеме с элеватором полностью подходит для нашего здания.

 

 

 

1.3 Определение количества теплоты на ГВС

 

Расчётный расход теплоты  на бытовое горячее водоснабжение  определяется по формуле:

 

,                                                                        (1.4)

 

где - расчётный (максимально-часовой) расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение, кВт;                                   [1,с.34]

- коэффициент, учитывающий часовую  неравномерность потребления горячей  воды за сутки наибольшего  водопотребления;

= 2                                                                                       [3,с.86]

- максимальный расход теплоты  за сутки максимального водопотребления,  кВт.                                                            [1,с.32]

 

Максимальный расход теплоты за сутки максимального  водопотребления определяем по формуле:

 

,                                                               (1.5)

 

где - коэффициент суточной неравномерности расхода теплоты, учитывающий неравномерность расхода теплоты по дням недели.

= 1,12                                                                              [3,с.86]

- среднесуточный расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение, кВт.                                                                [1,с.32]

 

Среднесуточный расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение  определяем по формуле:

 

,                                                    (1.6)

 

где - среднесуточная норма расхода горячей воды за отопительный период при температуре 55 С на одного потребителя, ;

   = 80                                                                         [3,с.86]

- число потребителей , чел.;

    = 600 чел.

- теплоёмкость воды,  ;

   = 4,19                                                                     [1,с.32]

- температуры горячей и холодной  воды.

 При отсутствии  данных принимаются   = 55 С ; = 5 С (в зимний период)                                                                        [1,с.32]

- расчётная длительность подачи  теплоты на ГВС , ;

Для общежитий условно  принимают 24 .                      [1,с.32]   

 

     (1.7)

 

                                            (1.8)

 

                         (1.9)

 

     Рассчитываем  количество теплоты на ГВС  с учётом КПД теплообменника  по формуле:

,                                                                             (1.10)

 

где - КПД пластинчатого теплообменника.

         = 0,85                                                                           [6,с.139]

                                          (1.11)

     На рисунке  показана схема присоединения системы ГВС с подогревателем, без аккумулятора.                                     [1,с.101]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т1- подающий теплопровод

Т2- обратный теплопровод

1 – регулятор температуры  воды

2 – подогреватель

3 – обратный клапан

4 – насос

5 – потребители горячей воды

 

Выбираем схему присоединения  системы горячего водоснабжения  с подогревателем. В качестве подогревателя  мы устанавливаем пластинчатый теплообменный  аппарат. Пластинчатый теплообменный  аппарат имеет высокую надёжность, при большой площади теплообмена, он имеет небольшие габаритные размеры, КПД у таких теплообменников достаточно высокий 80-85%. Пластинчатые теплообменные аппараты рассчитаны на максимальное рабочее давление 2,5 МПа, с рабочей температурой от -165 до +200 С. Схема с пластинчатым теплообменным аппаратом будет экономически эффективна и проста в эксплуатации.

 

 

 

  1.3 Общее количество  теплоты расхода зданием

 

   Рассчитываем общее количество  теплоты, теряемое зданием.

                                                                       (1.12)

 

.                  (1.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

 

Рассчитываем необходимый  объём теплоносителя по формуле:

 

,                                                               (2.1)

 

где

  - расход воды через систему теплопотребления , ;   [1,с.48]

- удельная теплоёмкость воды, ;

    = 4,19                                                                     [1,с.48]

- температура воды до системы  теплопотребления, С;  [1,с.48]

-температура воды после системы  теплопотребления, С.

[1,с.48]

Согласно телефонограмме начальника участка №12 МП «ПТС»  Киселёва А.В. температурный режим, при расчётной температуре наружного  воздуха (-26), равен    т.е. = 110 С ; = 70 С или = 383 К; = 343 К.

 

Из этой формулы выражаем расход воды :

                                                                       (2.2)

 

                       (2.3)

Так как один килограмм  воды занимает объём один литр, отсюда следует, что = т.е. 3,8 =0,0038 .

Объём теплоносителя  =0,0038 .

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА  ТРУБОПРОВОДА

Рассчитываем внутренний диаметр по формуле:

 

                                                                             (3.1)

 

где -диаметр внутренний, м ;

  - объём теплоносителя, м ;

= 3,14

- длина трубопровода, м.

Длину трубопровода определяем по скорости теплоносителя 

= 1,5                                                                                        [2]

Соответственно  = 1,5 м.

 

                                                (3.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      4 ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

     Для разработанной  тепловой сети подходят стальные трубопроводы. Внутренний диаметр нашего трубопроводы равен 58 мм. Наружный диаметр трубопровода выбираем по таблице 4 из [7,с.23]. Мы выбираем наружный диаметр трубопровода равный 83 мм, с толщиной стенки 12 мм. Для долговечности трубопровода мы выбираем трубопровод с максимальной толщиной стенки.

     Тепловая  сеть, к которой мы будем подключаться, проходит под нашим зданием.  Поэтому протяжённость нашей  тепловой сети будет очень  мала. Длина трубопровода, от места  врезки трубопровода, до запорных устройств составляет 1,84 см.

     Теплота,  теряемая нашим трубопроводом,  будет идти на отопление здания (т.к. врезка трубопровода находится  непосредственно в здании), поэтому  мы прокладываем наш трубопровод  без изоляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

     В данной  курсовой работе мною был рассчитан  диаметр тепловой сети, необходимый  для подключения системы отопления  общежития №8 к магистральному  трубопроводу. Так же мною были  выбраны трубы, для изготовления  данной тепловой сети, так же я выполнил чертежи, необходимые для строительства тепловой сети.

     В процессе  выполнения курсовой работы я  получил большой опыт: по проектирования  тепловой сети; по определению  тепловых потерь здания, по укрупнённым  показателям; в работе с учебной и технической литературой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Смирнова М.В. Теплоснабжение: учебное пособие. – Волгоград: Издательский дом Ин-Фолио, 2009.
2. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование.
3. Справочное пособие по проектированию «Водяные тепловые сети».
4. СНиП 2.04.07-86 Тепловые сети.
5. Сканави А.Н. Отопление : учебник для техникумов. – М.: Стройиздат, 1979.
6. Варфаламеев Ю.М. Отопление и тепловые сети: учебник. – М.: ИНФРА – М , 2008.
7. Стандарты: кратко и доступно. Трубопрокат. – издательство Торговый дом металлов, 2002.