Системы водяного отопления многоэтажного жилого дома с поквартирной разводкой

Министерство  образования Республики Беларусь

Учреждение образования:

«Брестский государственный  технический университет»

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

 

 

 

 

Допущен к защите __________       

Руководитель  Просмыцкий В.В.

«___»_________________2011г.

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

на  тему:

 

«Системы водяного отопления многоэтажного жилого дома с поквартирной разводкой»

 

 

 

 

 

Руководитель:         _____________     ___________   Просмыцкий В.В.

                                            (подпись)                     (дата)           

 

Студент гр.ТВ-1    ____________      ______________Денисюк А.А.  

  (подпись)                     (дата)           

 

 

 

 

 

 

 

 

БРЕСТ 2011 

Реферат

 

Пояснительная записка / гр. ТВ-1 – Брест 2011, 
стр., 2 лист графической части,   таблиц,   источников

Ключевые  слова:горизонтальная двухтрубная поквартирная система отопления, радиаторы панельные,тепловые характеристики радиаторов, установка полотенцесушителей,радиаторная арматура,термостатические устройства, распределительный узел,гидравлический расчёт системы отопления, проектирование теплового пункта, система водяной теплый пол,

расчёт греющего контура системы отопления с индивидуальным газовым котлом,керамический дымоход.

Содержит:гидравлический расчёт системы отопления по методу характеристик сопротивления с увязкой балансировочной арматуры,проектирование системы отопления тёплый пол для одной комнаты.

 

 

 

Введение

 

Современным людям не приходиться  задумываться о том, как добыть тепло для своей квартиры и по какой схеме сделано их отопление: по однотрубной или по двухтрубной системе отопления. Во всех жилых, рабочих, развлекательных помещениях проведено отопление. Теплой весной или жарким летом городские квартиры вообще хорошо прогреваются за счет солнца. Разве что в осенне-зимний период, когда отключено центральное отопление, мечтаешь о печке или камине.

Современные отопительные приборы легки в  использовании, поскольку автоматизированы, оснащены регулировочными кранами. Для однотрубной и двухтрубной  системы отопления применяются  различные регулировочные устройства, такие как узлы подключения радиатора.

Отопительный  котел, печь, камин, радиатор, конвектор, тепловая пушка – все это современные  отопительные приборы. Для них используются разные виды топлива: угль, дрова, дизельное  топливо, природный газ, электрический  ток и т.д.

Плюсы двухтрубной  системы отопления - это более  равномерное распределение теплоносителя  в сети и возможность более  точной регулировки отопительных узлов  по этажам и комнатам в зависимости  от требований к тому или иному  помещению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Реферат………………………………………………………………………….……………….…

Введение

1. Конструирование  системы отопления. Подбор оборудования. Разработка узлов системы отопления……………………………………………………………................................

1.1 Горизонтальная двухтрубная поквартирная система отопления………………

1.2 Подключение отопительных приборов….………………………...………….………

1.3Радиаторная арматура…………………………………………………….…….

1.4.Распределительный узел……………………………………………………….

2.Гидравлический расчёт системы отопления по методу характеристик сопротивления с увязкой балансировочной арматуры………………………………

3. Проектирование теплового  пункта…………………………………………………

4. Проектирование  системы отопления тёплый пол  для одной комнаты ………….

5.Конструирование  системы отопления с индивидуальным  газовым котлом для одной квартиры…………………………………………………………………………

Заключение  ……………………………………………………………………………..

Литература………………………………………………………………………………

 

1.Конструирование  системы отопления. Подбор оборудования. Разработка узлов системы отопления.

1.1 Горизонтальная двухтрубная поквартирная система отопления.

 

В данной курсовой работе, при проектировании многоэтажного жилого дома будет  использована горизонтальная двухтрубная  система отопления. Так как она  на сегодняшнее время она имеет  ряд преимуществ.

Распространение горизонтальных систем отопления обусловлено  увеличением протяженности зданий, внедрением сборных каркасно-панельных  конструкций, применением удлиненных световых проемов. В таких зданиях  отсутствие простенков и отверстий  в перекрытиях затрудняет размещение вертикальных стояков; отопительные приборы  уже не группируются, а растягиваются  вдоль ленточного остекления для  сокращения зоны теплового дискомфорта  в помещениях. Понятно, что, соединив отопительные приборы увеличенной  длины короткими трубными вставками, можно получить последовательное горизонтальное соединение приборов, характерное для  однотрубного стояка. В такой системе с горизонтальными ветвями сокращается по сравнению с вертикальной системой протяженность как стояков, так и магистралей.

Стояки для горизонтальных ветвей прокладывают вертикально во вспомогательных  помещениях здания (например, в лестничной клетке или коридоре). Горизонтальные ветви устраивают, как и вертикальные стояки, однотрубными и двухтрубными.

Горизонтальные двухтрубные поквартирные системы отопления имеют ряд  преимуществ, главным образом, с  точки зрения службы эксплуатации и  владельцев квартир. Они наиболее предпочтительны  для современного многоэтажного  строительства.

Двухтрубная система с горизонтальной поквартирной разводкой позволяет учитывать  расход тепла для каждой отдельной  квартиры и ограничить возможность  жильцов самостоятельно увеличивать  мощность отопительных приборов. Несмотря на более высокую стоимость компонентов, такая система обладает целым  рядом преимуществ:

  • Позволяет службе эксплуатации отключить только одну квартиру, например, в случае аварии или при необходимости ремонта, замены отопительных приборов.
  • Может быть оборудована поквартирными теплосчетчиками, что позволяет установить наиболее экономичные параметры микроклимата. Например, при длительном отсутствии можно понизить температуру в помещении и экономить энергию.
  • Независимость разводки от других квартир предполагает возможность индивидуального проектирования отопления квартиры в зависимости от пожеланий ее владельца. К тому же отсутствие стояков в квартире и скрытая прокладка значительно улучшают внешний вид помещения.
  • Ремонтопригодность системы – скрытая прокладка в гофре позволит, при необходимости, произвести замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.
  • Срок службы поквартирной системы примерно в 2 раза выше за счет материалов (расчетный срок службы системы около 50 лет). Использование такой системы экономически целесообразнее.

В двухтрубной системе к отопительным приборам подключаются два трубопровода — прямой и обратный. Диаметры трубопроводов на параллельных участках и фасонные части совпадают по размерам, это делает проектирование и монтаж системы проще. На входе во все отопительные приборы температура воды одинакова.

Двухтрубные горизонтальные отопительные схемы дают возможность подключения  к ним контуров напольного отопления  и использования ограничителей  температуры обратной воды. Ограничитель настраивается на заданное значение и при его превышении останавливает циркуляцию теплоносителя в контуре. Контуры напольного отопления присоединяются к высокотемпературной разводке при помощи смесительного модуля с циркуляционным насосом и смесительным вентилем с датчиком температуры. Благодаря этому модулю контуры «теплого пола» гидравлически независимы от основной системы и не оказывают на ее гидравлический режим никакого влияния.

 

1.2 Подключение отопительных  приборов.

 

Конструктивно радиаторы водяного отопления делятся  на секционные и панельные. Первые изготавливаются из чугуна, стали и алюминия. Вторые могут быть стальными и биметаллическими (сталь и алюминий).

Подключение отопительных приборов, расположенных  у наружной стены под окнами, выполнено  от пола, с клапанами термостатическими  на подающем трубопроводе и клапанами  запорно-регулирующими на обратном трубопроводе.

 

Боковое подключение от полас распред. узлом

1.Клапан термостатический  1/2* - прямой

2.Угольник 90°с металлической  резьбой наружной D20x1/2*

ВКОЕ02020Х

3.ТрубаEkoplastikThermD20 BTRS020P20

4. Угольник 90° D20 ВКО02090XX

5.Клапан на обратной  подводке 1/2* - угловой

6.Переход с металлической резьбой  наружной D20x1/2*

BZE02020XX

7.Распределительный узел  EkoplastikTherm

8.ТрубаEkoplastikTherm (скрывается в конструкции пола)

Для нашего здания выбираем радиаторы  отопительные стальные панельные «Лидея» ЛК20.

Тип 20-двухрядный по глубине без оребрения (2-две панели, 0- отсутствие оребрения), глубиной 84мм.

Панели радиаторов «Лидея» изготавливаются из двух штампованных зеркально симметричных листов из высококачественной холоднокантной стали толщиной не менее 1.2 мм, сваренных по периметру сплошным швом, а между вертикальными каналами- точечной сваркой.

Между панелями со стороны присоединения  фитингов размещены фиксирующие  дистанционирующиешайбы с отверстиями для прохода теплоносителя.

На  тыльной стороне всех радиаторов приварены скобы для настенной установки с помощью кронштейнов, поставляемым заводом-изготовителем вместе с радиаторами.

Радиаторы поставляются  полностью окрашены по современной технологии.

Тепловые  характеристики радиаторов «Лидея» в НИИсантехники по «Методике тепловых испытаний отопительных приборов при теплоносителе воде».

Значения  номинального теплового потока Qну радиаторов «Лидея» в соответствии с требованиями ГОСТ 31311-2005 определены для нормальных условий, предусмотренных стандартом:

  • Температурный напор (разность между среднеарифметической температурой теплоносителя в радиаторе с расчётной температурой воздуха в отапливаемом помещении)  T=70К
  • Атмосферное давление 760 мм рт. ст.
  • Расход теплоносителя через отопительный прибор составляет 0.1кг/с (360кг/ч)
  • Движение теплоносителя в отопительном приборе по схеме «сверху - вниз»

Достоинствами стальных панельных радиаторов являются:

1.)  высокая  теплоотдача;

2. )  малая тепловая инерция;

3.)  соответствие  санитарно-гигиеническим нормам;

4.)  небольшой  вес;

5.)  эстетичный  внешний вид. 

Поскольку резьбовых соединений в таком  радиаторе всего два, то протечки возникают гораздо реже, чем у  секционных радиаторов.

Самыми главными недостатками таких отопительных приборов являются:

1.)  небольшая площадь нагревательной поверхности;

2.) невысокая коррозионная стойкость.

 

1.3.Радиаторная арматура. Арматура для батарей отопления.

 

Радиаторную арматуру устанавливают на подводках к отопительным приборам. Она предназначена для регулирования потока теплоносителя, который подается в отопительный прибор, а также теплоотдачи этого прибора.

Теплоотдачу отопительного прибора можно  регулировать двумя способами —  количественно и качественно.

Первый  способ заключается в том, что  изменяется количество воды, поступающей  в прибор. Качественный способ контролирует температуру воды, выходящей из котла.

Радиаторная арматура имеет в своем составе:

1. регулировочные  краны;

2. термостатические  клапаны (термостаты, терморегуляторы);

3. воздухоотводчики;

4. нижнюю  арматуру, дающую возможность подсоединять  отопительный прибор к трубопроводу;

5. боковой  инжекторный узел, благодаря которому отопительный прибор можно перевести с бокового подсоединения на нижнее;

6. запорные  и сливные клапаны, с помощью  которых можно отключить отдельно  взятый отопительный прибор без  спуска воды из всей системы.

Применение термостатических устройств  это не блажь и не дань моде. Кроме  создания комфортных условий это  еще и ощутимая экономия эксплуатационных расходов.

Термостатические устройства устанавливаются  в системе отопления здания непосредственно  на отопительном приборе, либо перед  ним, на трубе, подающей в него теплоноситель. После установки терморегуляторов отпадает необходимость открывать  окна для регулирования температуры  в помещениях. Терморегуляторы будут  постоянно поддерживать заданную температуру  в диапазоне от 6 С до 28 С на желаемом уровне с точностью +/-1 °С.

Исключая подачу "излишнего" тепла от отопительного прибора, терморегулятор препятствует перегреву  помещения, обеспечивая в нем  комфортную температуру воздуха. Кроме  этого, если Вы живете в коттедже с  индивидуальным котлом, терморегуляторы  позволяют экономить до 40% энергии, потребляемой на отопление зданий, обеспечивая снижение расхода потребляемого энергоносителя и, тем самым , уменьшая загрязнения окружающей среды.

 

1.4.Распределительный узел.

 

Для присоединения поквартирных систем отопления к стоякам рекомендуется  применять распределительный узел. Общий вид распределительного узла приведен на рисунке.

 

1 — подающая  гребенка системы отопления; 2 —  обратная гребенка системы отопления;

3 — шаровой  кран; 4 — штуцер для присоединения  подающих трубопроводов поквартирной  системы отопления;

5 — штуцер  для присоединения обратных трубопроводов  поквартирной системы отопления;

6 — устройство  для автоматического выпуска  воздуха;

7 — устройство  для спуска воды; 8 — термометр;

9 — элементы  крепления распределительного узла  к стене

Для осуществления поквартирного  учета теплоты приборы учета  следует устанавливать перед  распределительным узлом.

Распределительные узлы устанавливаются  в специально оборудованных ящиках и могут располагаться на лестничных клетках или в квартирах.

Греющие контуры систем отопления  с подогревом пола также рекомендуется  подключать к распределительным  узлам.

 

 

2.Гидравлический  расчёт системы отопления по  методу характеристик сопротивления  с увязкой балансировочной арматуры.

 

Отопительные  приборы горизонтальной системы  отопления подсоединяются к системе  отопления с помощью распределителя, который как бы разделяет систему  отопления на две системы: систему  теплоснабжения распределителей (между  тепловым пунктом и распределителями) и систему отопления от распределителей (между распределителем и отопительными  приборами).

Схема системы отопления выполняется, как правило, в виде раздельных схем:

-схема  системы теплоснабжения распределителей;

-схемы  систем отопления от распределителей.

Гидравлический  Расчет выполняется в соответствии с методикой, изложенной в разделе 4. Расчет выполняется отдельно для  систем отопления от распределителей (между распределителем и отопительными  приборами) и отдельно для системы  теплоснабжения распределителей (между тепловым пунктом и распределителями).

В качестве примера предлагается гидравлический расчет двухтрубной  системы водяного отопления квартир  на одном этажа от одного распределителя. Требуется определить расход теплоносителя  черезраспределитель и потери давления.

Исходные данные:

  1. Расчетные параметры системы отопления tг=90°С, t0=70°С.
  2. Система отопления всего дома присоединяется к тепловым сетям через индивидуальный тепловой пункт, расположенный в техподполье. Отопление квартир присоединяется к системе отопления здания через распределители, расположенными на каждом этаже.
  3. Автоматика теплового пункта поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе te = 90°С.
  4. На вводе каждого из распределителей проектируется автоматический регулятор перепада давления в паре с балансировочным клапаном. От распределителя, на ответвлениях к каждой
  5. В квартире, устанавливаются ручной балансировочный клапан, фильтр, теплосчетчик и запорная арматура.

6. Система теплоснабжения распределителей выполняется из труб стальных, системы отопления от распределителей - из труб металлополимерных скрыто, в стяжке пола. Подключение отопительных приборов, расположенных у наружной стены под окнами, выполнено от пола, с клапанами термостатическими на подающем трубопроводе и клапанами запорно-регулирующими на обратном трубопроводе (см. узел подключения).

Таккак, наответвленииккаждойквартиренаходитсяручнойбалансировочный

клапан, гидравлическийрасчеткаждойквартирыпроводимнезависимодруготдруга. В

дальнейшем, настройкамибалансировочныхклапанов, уравниваемрасходык каждой

квартире.

Исходя  из исходных данных, тепловой поток  к отопительным приборам будет равен

, Вт

где QP - расчетныетеплопотери помещений.

Расход теплоносителя  в расчетном участке отопления  следует определять поформуле 

, кг/ч 

или для  нашего случая 

, кг/ч 

На схемесистемыотопления, от распределителя, распределяемтепловыенагрузкипомещений (расчетные потери теплотыпомещением) по отопительным приборам. Гидравлический расчет системы отопления выполняется с использованиемпервого направления расчета. В качестве основного расчетного циркуляционного кольцавыбираем кольцо черезсамыйнагруженныйотопительный прибор. Диаметрывсехучастков теплопроводов dy, мм подбираем с помощью номограммы, задаваясь скоростью

воды 0,3...0,5 м/с. При этом рекомендуется ограничиваться величиной удельной потери

давления  на трение R не более 100 Па/м. Потери давления на местные сопротивления Z,

Па также определяем по номограммам.

№

наименование местных сопротивлений

К-т

сумма

1

3 отводов на 90(20)

3

3

2

внезапное сужение 

0,5

1,5

тройник на проходе

1

3

2 тройника на проходе

4

21

6 отводов на 90(18)

9

  радиатор тип 21к

8

2*

внезапное расширение

1

2

тройник на проходе

1

1*

3 отводов на 90(20)

3

3


По соображениям бесшумности работы термостатических клапанов рекомендуется  задавать значение АРОТКЛ каждого из клапанов не более 20. ..25 кПа. С другой стороны, для эффективного регулирования расходов в параллельных кольцах двухтрубной системы отопления, не рекомендуется задаваться значением ΔРкл.рег.уч.  менее 3,0 кПа.

Из этих соображений, для основного  расчетного кольца следует задаться максимально возможным открытием  диапазона гидравлических настроек n, но при этом иметь потерю давления не менее 3 кПа. Задаемся гидравлической настройкой n = 5,0 исоответствующей ей потерей давления ΔРт.кл = 4 000 Па (см. диаграмму клапана с термостатической головкой).

Результаты гидравлического  расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1

 

№уч.

,

Вт

,

кг/ч

м

мм

,

м/с

R,

Па/м

Па

Z,

Па

Па

Примеч.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2530

114

5,84

20х3,1

0,25

95

554,8

3

90

645

  

2

1430

65

1,67

18x2

0,16

40

66,8

1,5

25

92

  

3

715

33

12,44

18x2

0,10

15

186,6

21

100

4387

4000+100

2*

1430

65

1,67

18x2

0,16

40

66,8

2

25

92

  

1*

2530

114

5,84

20х3,1

0,25

95

554,8

3

90

645

  

Потери давления 


Таким образом, потери давления системы отопления  квартиры от распределителя к отопительным приборам равны 

Для остальных циркуляционных колец данной квартиры определяем требуемое  значение потери давления на «регулируемых  участках» ( результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2

 

№ уч.

,

Вт

кг/ч

м

м

мм

м/с

R,

Па/м

Па

Z, Па

Па

Примеч.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

4

715

32

6,7

18x2

0,06

15

101

18

35

136

  

Требуемое значение

5

1100

50

2,5

20x3,1

0,05

8

20

21

50

70

  

Требуемое значение


 

Выполним подбор запорно-регулирующих и термостатических на «регулируемых  участках» №4, 5.

Сопротивление  ΔРкл. запорно-регулирующего клапана определяем по диаграмме.

Требуемое сопротивление  ΔРт.кл термостатического клапана определяем по выражению:

Требуемое значение пропускной способности kvтермостатического клапана определяем по формуле:

, , м3/ч

по  диаграмме, определяем значения nгидравлической настройки. Результаты настроек термостатических клапанов заносим в таблицу 3.

Таблица 3

 

№ уч.

кг/ч

,

Па

,

Па

Характеристики термостатического  клапана

 

 

 

 

,

Па

,

м3/ч

n

1

2

3

4

5

6

7

3

33

4100

100

         4000

0,17

5

4

32

4251

34

4217

0,16

4

5

50

4501

83

4418

0,24

5


 

Приложение Б

 

3. Проектирование теплового пункта.

 

При проектировании тепловых пунктов (ИТП, ЦТП) жилых зданий современной индустриальной застройки необходимо обеспечить тепловые нагрузки проектируемых внутренних систем отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые  пункты можно классифицировать по следующим  признакам:

1. По размещению:  

  • Отдельностоящие тепловые пункты;
  • Пристроенные тепловые пункты; 
  • Встроенные тепловые пункты.

2. По количеству  обслуживаемых потребителей: 

  • Индивидуальные тепловые пункты;
  • Центральные тепловые пункты.

Проектирование  тепловых пунктов определяется местными условиями в тепловых сетях. Перед  началом проектирования теплового  пункта необходимо получить технические  условия на подключение у местной  снабжающей организации. В технических  условиях (ТУ) указывается режим  работы тепловых сетей и требования, которые необходимо выполнить для  присоединения. Чтобы получить ТУ, необходимо написать письмо с запросом на выделение  мощности и подтвердить расчетом заявленную мощность.

Основными задачами ТП являются:

  • Преобразование вида теплоносителя
  • Контроль и регулирование параметров теплоносителя
  • Распределение теплоносителя по системам теплопотребления
  • Отключение систем теплопотребления
  • Защита систем теплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя
  • Учет расходов теплоносителя и тепла
  • Виды тепловых пунктов

 

ТП  различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых  определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают  следующие виды ТП[2]:

- Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.

- Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.