Горячее водоснабжение района

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Исходные данные для проектирования

2. Конструктивные решения и схемы

3. Определение для участков квартальной сети расчетных расходов горячей воды в режиме водоразбора

4. Гидравлический расчёт подающих трубопроводов

5. Определение требуемого циркуляционного расхода

6. Расчет циркуляционных трубопроводов

7. Определение максимального часового расхода воды

8. Подбор насосов

Список литературы

1. Исходные данные для проектирования

Генплан жилого квартала №10.

План типовой секции жилого дома №6.

Число секций в здании 3.

Число этажей 9.

Все здания имеют технические подвалы. Высота этажа - 2,8м. Пол первого этажа на высоте 1м от поверхности земли.

Среднее число жителей в каждой квартире:

Однокомнатная квартира - 2 человек

Двухкомнатная квартира - 3 человека

Трехкомнатная квартира - 4 человека.

Число жителей - U.

В одной секции:

1 квартира- однокомнатная

2 квартиры - двухкомнатные

1 квартира - трехкомнатная

Всего в секции Uэт=12 человек

В секции Uсек=12x3х9=324 человека

В районе 5 домов - всего жителей - Uн= 1620 человек

2. Конструктивные решения и схемы

Каждая секция жилого дома имеет: 4 квартиры с унифицированными санитарно-техническими кабинами. В каждой санитарно-технической кабине расположена водоразборная арматура и полотенцесушители.

При размещении стояков в шахтах, полотенцесушителей, водоразборной арматуры использовались типовые решения и рекомендации энциклопедии инженерного оборудования 1994г.

3. Определение для участков квартальной сети расчетных расходов горячей воды в режиме водоразбора.

По методике, принятой СНиП 2.04.01-85 максимальные расчетные расходы воды на участках подающего трубопровода определяются по нормируемым (требуемым) расходам воды через водоразборные приборы в зависимости от общего числа присоединенных приборов и вероятности их действия.

Вероятность действия водоразборных приборов для участков сети определяется по формуле:

где: qн.ч. =10 л/час - норма расхода горячей воды потребляемой в час наибольшего водопотребления;

U - число водопотребителей;

g =0,2 л/с - секундный расход горячей воды санитарно- техническим прибором, определяемый по СНиП.

N=1080 - число санитарно-технических приборов.

Uн - число жителей =1620 человек.

P	=	10	*	1620			=	0,02
		3600	*	0,2	*	1080

Табл. 1 Расчетных расходов горячей воды в подающих трубопроводах в режиме водоразбора

№ участков	Количество водоразборных приборов N	Вероятность P	NP	?	Расчетный расход воды G0 л/с
1-2	18	0,02	0,375	0,591	0,591
2-3	36	0,02	0,75	0,842	0,842
3-4	54	0,02	1,125	1,033	1,033
4-5	72	0,02	1,5	1,215	1,215
5-6	144	0,02	3	1,84	1,84
6-7	432	0,02	9	4,097	4,097
7-8	864	0,02	18	6,362	6,362
8-9	1296	0,02	27	8,701	8,701
9-ЦТП	2160	0,02	45	13,3	13,3

4. Гидравлический расчет подающих трубопроводов

Гидравлический расчет производится с целью определения диаметров стояков и подающих магистралей в режиме водоразбора. Первоначально назначаем диаметры участков, исходя из расчетных расходов и скоростей воды до 1,5м/с. Для принятых диаметров находим потери давления. За расчетную точку принимают среднюю по высоте точку дальнего стояка. Длину стояка рассчитываем с учетом длины полотенцесушителей и подводок к ним.

Определяем потери давления в подающих трубопроводах квартальной системы. Потери давления на участках ?Pпод (Па) определяются по формуле

?Pпод= kм.с.•R•l,

Где, R - удельные потери давления на трение при расчетном расходе воды на участке трубопровода, Па/м;

l - длина участка трубопровода, м;

kм.с. - коэффициент, учитывающий соотношение потерь давления на участке на трение и на местные сопротивления (1,2 - для подающих (распределительных) трубопроводов; 1,5 - для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями; 1,1 - для циркуляционного стояка).

Результаты гидравлического расчета сводим в таблицу. Расчет можно вести по таблицам и номограммам, которые учитывают зарастание труб в процессе эксплуатации.

Табл. 2 Результаты расчета подающих трубопроводов в режиме водоразбора.

Номер участка	Длина участка L, м	Расход воды, G0,л/с	Диаметр участка Dу,мм	Скорость воды, W, м/с	Удельные потери R, Па/м	kм.с.	Потери давления ?Pпод, Па
1-2	26,9	0,591	20	1,5	5300	1,5	213855
2-3	0,5	0,842	32	0,6	350	1,2	210
3-4	13,1	1,033	32	0,8	700	1,2	11004
4-5	26,4	1,215	32	0,85	800	1,2	25344
5-6	26,4	1,84	40	0,8	600	1,2	19008
6-7	6,25	4,097	50	1,5	1200	1,2	9000
7-8	22,4	6,362	80	1	290	1,2	7795,2
8-9	1	8,701	80	1,2	400	1,2	480
9-10	21,6	13,3	90	1,1	300	1,2	7776
Сумма	294472,2

5. Определение требуемого циркуляционного расхода для дальнего водоразборного узла

Циркуляционный расход определяем исходя из теплопотерь трубопроводами дальнего водоразборного узла, приводящих к остыванию воды.

Для дальнего водоразборного узла требуемый циркуляционный расход определяется по формуле:

G= Q/(1000*с*t)

Q - потери теплоты подающими трубопроводами, Вт;

с - теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг*С);

t - допустимое снижение температуры воды в трубопроводах (для узла принимается 8,5С).

Магистрали (в том числе и в подвале и на чердаке зданий) и подающие стояки должны иметь тепловую изоляцию. Не изолируются подводки к водоразборным приборам и полотенцесушители.

Теплопотери стояка:

Теплопотери учитывают отдельно через изолированные части стояков (в шахтах) и через полотенцесушители с подводками - не изолированные части.

Изолированные части стояков. Длина = 28,4 м; в секции 4 стояка, общая длина составляет 113,6 м. Диаметр стояка dУ=25 мм.

к - коэффициент теплопередачи неизолированной трубы, принимаемый 10 Вт/м2 0С;

dн - наружный диаметр трубы, м.

l - длина участка,м.

t- температура окружающей среды, для шахт - 18 0С, для сантехкабин принимается 23 0С, для подвала и чердака 5 0С.

t - средняя температура воды в трубе, принимается 55 0С.

- КПД изоляции, в зависимости от типа изоляции составляет 0,6 - 0,8. Принимаем 0,7.

Шахта:

Qтп = 4*3,14*10*28,4*0,02*(55-18)*(1-0,7) = 786,3 Вт - для стояка.

Сантехкабины:

Qтп =4*3,14*10*80,4*0,03*(55-23) = 2423,6 Вт - для полотенцесушителей.

Чердак:

Qтп = 3,14*10*27*0,02*(55-5)*(1-0,7) = 254,3 Вт.

Подвал:

Qтп = 3,14*10*35,2*0,02*(55-5)*(1-0,7) = 331,6 Вт.

Для всей секции: УQтп =786,3+2423,6 +254,3+331,6= 3795,78 Вт

Циркуляционный расход горячей воды через секционный узел определяем исходя из допустимого остывания воды. Допустимое остывание воды в секции по нормам равно 8,5 0С: Gцирк =3796,8/(1000*4,19*8,5) = 0,1 л/с. Определение расхода воды на последнем участке 10 - ЦТП

Расчётный расход с учётом поправки на циркуляцию рассчитывается по формулам СНиП:

GВ л/с - расход в режиме водоразбора;

GЦ.В л/с - расход с учётом поправки на циркуляцию;

GЦ.В= GВ (1+kCIR) ,

kCIR определяется по таблице СНиП 2.04.01.85 "Внутренний водопровод и канализация зданий" в зависимости от отношения GВ/ GЦ;

GЦ =1,3*n* УQтп /(4,19*t);

n - число секционных узлов, присоединённых к участку;

GЦ =1,3*15* 3795,78/(1000*4,19*8,5) =2,07 л/с.

GВ/ GЦ = 13,3/2,07 = 6,4

q/qCIR	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1 и более
kCIR	0,57	0,48	0,43	0,4	0,38	0,36	0,33	0,25	0,12	0,00

kCIR=0, следовательно, 1+kCIR=1и расчётный расход GЦ.В=13,3 л/с.

6. Расчёт циркуляционных трубопроводов

Расчёт проводят последовательно от последнего водоразборного узла по направлению движения циркуляционной воды.

Расчёт циркуляционного стояка

1'-4' Циркуляционный расход в последнем узле был определён ранее и составляет Gцирк.=0,1 л/с

Подбираем диаметр циркуляционного стояка. Принимаем PЦУЗЛ=45 кПа.

Рассчитаем dСТ (lЦ.СТ=28,2м):

Rуд = PЦУЗЛ - PЦПОД /(к* lЦ.СТ)=(45000-6731,4)/(1,1*28,2) =1233,7 Па/м.

PЦПОД =PВПОД ( GCIR4'-5'/ Gв4-5)2 =405039*(0,1/0,83)2 =6731,4 Па.

По диаграмме принимаем Dу 20, Rд = 400 Па/м.

PЦУЗЛ=400*1,1*35,2 = 12,4 кПа.

Расчет циркуляционных магистралей

4'-5'

Gцирк.=0,1 л/с

Принимаем

Pм= 0,6*PЦУЗЛ = 0,6*12,4 =7,44 кПа.

Rуд = Pм/(1,1*Lмаг) = 7440/(1,1*147,9) = 45,7 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 32, Rд = 15 Па/м.

Pц4'-5' = 15*1,1* 26,4 = 435,6 Па.

Pцп4'-5' =Pпв 4-5 ( GCIR4'-5'/ Gв4-5)2 =57024*(0,1/1,9)2 = 3001 Па.

5'-6'

Gц5'-6'= Gц4'-5' + Gц5-5' =0,1+0,11=0,21 л/с

Gц5-5' = Gц1'-4' * (Pуз2 /Pуз1)1/2 =0,1*(15844,9/12408)1/2 =0,11 л/с

Pуз2 = Pуз1+Pцп 4'-5'+Pц4'-5' =3001 +12408+435,6=15844,9 Па.

Rуд = 45,8 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 40, Rд = 30 Па/м.

Pц5'-6' = 30*1,1* 26,4 = 871,2 Па.

Pцп 5'-6' =Pпв 5-6 ( Gц2'-3'/ Gв5-6)2 =76032*(0,2/1,84)2 = 8264,34Па.

6'-7'

Gц6'-7'= Gц5'-6' + Gц6-6' =0,21+0,12 =0,33 л/с

Gц6-6' = Gц1'-4' * (Pуз3 /Pуз2)1/2 =0,1*(24979,5/15844,5)1/2 =0,12 л/с

Pуз3 = Pуз2+Pцп 5'-6'+Pц5'-6' =15844+871,2+8264,34 =24979,54 Па.

Rуд = 45,8 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 40, Rд = 85 Па/м.

Pц6'-7' = 85*1,1* 6,25=584,3 Па.

Pцп 6'-7' =Pпв 6-7 ( Gц6'-7'/ Gв6-7)2 =16500*(0,3/3,8)2 = 377 Па.

7'-8'

Gц7'-8'= Gц6'-7' + Gц7-7' =0,33+0,31=0,64 л/с

Gц7-7' = Gц1'-4' * (Pуз4 /Pуз3)1/2 =3*0,1*(26866,4/24979,54)1/2 =0,31 л/с

Pуз4 = Pуз3+Pцп 6'-7'+Pц6'-7'=24979,54+584,3+1302,6 =26866,4 Па.

Rуд = 45,8 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 50, Rд = 90 Па/м.

Pц7'-8' = 90*1,1* 22,4 = 22176 Па.

Pцп 7'-8' =Pпв 7-8 ( Gц7'-8'/ Gв7-8)2 =40320*(0,8/6,362)2 = 5040 Па.

8'-9'

Gц8'-9'= Gц7'-8' + Gц8-8' =0,64+0,33=0,97 л/с

Gц8-8' = n*Gц1'-4' * (Pуз5 /Pуз4)1/2 =3*0,1*(34124/26866,4)1/2 =0,33 л/с

Pуз5 =26866,4 +2217,6+5040 =34124 Па.

Rуд = 45,8 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 65, Rд = 45 Па/м.

Pц8'-9' = 45*1,1* 1 = 49,5 Па.

Pцп 8'-9' =Pпв 8-9 ( Gц8'-9'/ Gв8-9)2 =1140*(0,9/8,7)2 = 117,9 Па.

9'-ЦТП

Gц9'-10'= Gц8'-9' + Gц9-9' =0,97+0,6 =1,57 л/с

Gц9-9' = n*Gц1'-4' * (Pуз6 /Pуз5)1/2 =6*0,1*(34291,4/34124)1/2 =0,6 л/с

Pуз6 =34124+49,5+117,9 =34291,4 Па.

Rуд = 45,6 Па/м.

По диаграмме принимаем Dу 90, Rд = 45 Па/м.

Pц9'-10' = 45*1,1* 21,6 = 1069,2 Па.

Pцп 9'-10' =Pпв 9-10 (Gц9'-10'/ Gв9-10)2 =38880*(1,5/13,13)2 = 4441,7 Па.

Табл. 3 Результаты гидравлического расчет распределительных трубопроводов в циркуляционном режиме

Номер участка	Длина участка l, м	Расход циркул. воды, G, л/с	Диаметр участка цирк.магистр. Dу, мм	Фактич. удельное падение давления R, Па/м	Падение давления по цирк. трубопров. Рц.тр. Па	Падение давления по подающ. трубопров. Рп.тр. Па
4'-5'	26,4	0,1	32	15	435,6	3001
5'-6'	26,4	0,21	40	30	871,2	8264,34
6'-7'	6,25	0,33	40	85	584,3	1302,6
7'-8'	22,4	0,64	50	90	2217,6	5040
8'-9'	1	0,97	65	45	49,5	117,9
9'-ЦТП	21,6	1,57	90	45	1069,2	4441,7

Табл. 4 Результаты гидравлического расчета циркуляционных расходов в водоразборных узлах

№ водоразборного узла	Падение давления в водоразборном	Расход циркуляционной воды в водоразборном
			узле Руз, Па	узле Gц.уз., л/с
4-4'	12400	0,1
5-5'	15844,9	0,11
6-6'	24979,54	0,12
7-7'	26866,4	0,31
8-8'	34124	0,33
9-9'	34291,4	0,6

Проверка гидравлической устойчивости системы:

Суммарный гидравлический расход, рассчитанный выше, определим равным GЦ=3,864 л/с.

G=( GЦ- n*GЦТР)/ GЦ*100%=(1,57-15*0,1)/1,57*100% = 0,04%

Относительное увеличение циркуляционного расхода составили 0,04 %, что меньше 30%, допускаемых СНиПом.

7. Определение максимально-часового расхода горячей воды для расчёта расхода теплоты

Первоначально определяем вероятность включения водоразборного прибора, работающего в течение часа, в пик потребления - Pr .

где q0hr, л/с - часовой расход водоразборным прибором в пик потребления (по СНиП приложение 3) - 200 л/ч. Используя выражение вероятности Р, отражающее среднесуточное включение водоразборного прибора в пик:



Максимально часовой расход в м3/ч определяется выражением

Gr=0,005q0hrhr м3/ч.

Величина hr определяется по СНиП (приложение 4) по значению NP.

Общее число санитарно-технических приборов N=1760. Вероятность включения водоразборного прибора с секундным расходом в пик потребления равна P=0,024

Секундный расход прибором qh0=0,2 л/с.

Часовой расход прибором по приложению 3 равен q0h2=200 л/ч.

Рассчитываем вероятность включения прибора в пик потребления с часовым расходом:

Pr = 0,02*0,2*3600/200 = 0,072.

NP = 1080*0,072 = 77,76, следовательно, hr = 20,7

Определяем максимальный часовой расход горячей воды:

Gr=0,005q0hrhr=0,005*200*20,7=20,7 м3/ч.

Определим средний часовой расход горячей воды за сутки максимального водопотребления, м3/ч, по формуле:

Gср=gч*U/(1000*T),

где gч - норма расхода горячей воды, л, одним потребителем в сутки при наибольшем водопотреблении, принимается по прил. 3 СНиП 2.04.01-85,

Т - расчетный период, ч.

Gср=85*1080/(1000*24)=3,8 м3/ч.

Определим среднюю и максимальную часовую тепловую мощность системы горячего водоснабжения, кВт:

Qср =1,16* Gср*(55-tх)+УQтп =1,16*3,8*(55-5)+ 15* 3795,78=57158,5 кВт

Qч =1,16* Gч*(55-tх)+УQтп =1,16*20,7*(55-5)+ 15* 3795,78=58137,3 кВт

Найдем коэффициент часовой неравномерности:

Кч= Qч/ Qср=1,02

8. Построение графика и подбор хозяйственного и циркуляционного насосов

Определим необходимое давление в подающем трубопроводе на входе в ЦТП в режиме водоразбора

Pпод= Pгеом+Pсв.н.+ Pпод+1,5 Pт/о+ Pсч.

H - геометрическая высота здания. H=32,8 м;

Pгеом=1000*g*H=1000*9,8*32,8=0,32 МПа

Pсв.н. - свободный напор истечения воды из водоразборного прибора; Pсв.н.= 0,02 МПа.

Рпод - суммарные потери давления в подающих трубопроводах в режиме водоразбора, МПа. (табл. 2) 294472,2

Рт/о - потери давления в теплообменнике в режиме водоразбора, МПа. Принимаем Рт/о =0,1 МПа.

Рсч - потери давления в водомерном узле. Принимаем Рсч = 0,03 МПа.

Рассчитываем необходимое давление:

Pпод=0,32+0,02+0,29+0,15+0,03=0,8 МПа =82 м.

Принимаем давление в водопроводе равное 10 м, тогда напор хозяйственно-бытового насоса должен составлять 82-10=72 м.

Подбор циркуляционного насоса:

Определяем напор циркуляционного насоса, для этого рассчитываем потери давления в режиме циркуляции РЦ:

РЦ=РЦ+РЦПОД+РЦУЗ+1,5РЦВ.У., Па.

РЦ - суммарные потери давления в циркуляционной магистрали, Па.

РЦПОД - суммарные потери давления в подающей магистрали в режиме циркуляции, Па.

РЦУЗ - потери давления в расчётном узле в режиме циркуляции.

РЦВ.У. - потери давления в водонагревательной установке. Рассчитывается:

РЦВ.У.=0,1*(3,828/12,46)2=9438 Па.

Итого имеем: РЦ=16841+7528+34850+1,5*9438=73376Па=7,5 м

расход водоразбор насос

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. М.Стройиздат, 1996 г.

2. Теплоснабжение А.А. Ионин, Б.М.Хлыбов. М.Стройиздат, 1982 г.

3. Теплоснабжение В.Е.Козин, Т.А.Левина. Высшая школа 1980 г.

Размещено на Allbest.ru