Теплоснабжение загородного коттеджа, расположенного в городе Сестрорецк

В составе ППР разработать отдельный раздел «Проект производства работ кранами» (ППРк) с подробным указанием технических характеристик, условий производства работ, графиков движения грузоподъёмных механизмов, мероприятий по безопасному производству работ и охране труда.

Продолжительность строительства определена СНиП 1.04.03-85* т.II стр. 229 п. 4. Методом интерполяции - 15 дней.

Протяженность трассы тепловой сети - 642,5 м.тр.

Потребность в рабочих кадрах определена по действующим ЕНиР в зависимости от состава звеньев необходимых для производства работ и обслуживания техники, занятой на разработке грунта и прокладке теплотрассы.

6. Автоматизация системы отопления и ГВС коттеджа

Автоматизация водяных систем теплоснабжения способствует поддержанию заданных гидравлических и тепловых режимов в различных точках. Основную роль в решении этих задач играют устройства автоматического регулирования и автоматической защиты.

Регулирование температурного режима зданий представляет собой достаточно трудную задачу, так как, во-первых, оно выполняется системой отопления с большим количеством взаимно связанных режимов работы нагревательных приборов и, во-вторых, температурный режим зависит от других факторов, таких как бытовые тепловыделения, солнечная радиация и инфильтрация наружного воздуха, которые учитываются вероятностно.

Регулирование отпуска теплоты может быть центральным (на источнике теплоты - независимо от ее мощности), групповым (для жилого микрорайона, квартала), местным (для здания в целом, или, что эффективнее, для отдельных фасадов зданий), и наконец, индивидуальным (нагревательные приборы помещения, квартиры). Чем разнообразнее тепловая нагрузка потребителей и чем больше радиус действия сетей, тем больше необходимость дополнения центрального регулирования у потребителей. Это относится ко всем видам теплового потребления и особенно к системам отопления, которые составляют основную часть нагрузки городских тепловых сетей.

Известно, что только центральный метод регулирования котельной не может обеспечить заданные гидравлические и тепловые режимы у многочисленных и разнородных потребителей теплоты, поэтому применяют несколько ступеней регулирования. Дополнительно к центральному вводят групповое регулирование на центральных тепловых пунктах, местное общее или индивидуальное регулирование.

В данном проекте представлена функциональная схема автоматизации системы отопления и ГВС c узлом учета тепловой энергии на нужды отопления, г.в.с. и циркуляции г.в.с. Система отопления присоединяется к тепловым сетям к трубопроводам T1/T2.

Анализ системы отопления и ГВС как объекта автоматизации

Принципиальная схема системы отопления и ГВС приведена на чертеже

Преобразователи расхода и термопреобразователи сопротивления устанавливаются на подающем (Т1 ) трубопроводе и обратном (Т2) трубопроводе. Преобразователи расхода и термопреобразователи сопротивления устанавливаются на подающем (Т1 ) трубопроводе на систему ГВС и циркуляционном трубопроводе от системы ГВС. Проектом предусматривается: автоматическое регулирование температуры воды в системе ГВС регулирующим клапаном в зависимости от температуры наружного воздуха и температуры воды в подающем трубопроводе в систему ГВС с помощью электронного регулятора ECL300 производства фирмы «Danfoss» (Дания).

Электропитание узла учета тепла (220В, 50 Гц,фаза, нуль, нуль защитный) осуществляется от силового распределительного щита.

Присоединение системы г.в.с. осуществляется в помещении ИТП к трубопроводам Т1/Т2 по открытой схеме - непосредственный водоразбор. На циркуляционном трубопроводе установлен регулятор - ограничитель температуры циркуляционной воды FJV («Danfoss»).

На вводе в здание устанавливается узел учета тепловой энергии и теплоносителя на базе электромагнитных преобразователей «логика 9943» и теплосчетчика фирмы «ЛОГИКА».

В состав теплосчётчика входят:

1. Тепловычислитель СПТ 943.2

2. Термопреобразователи сопротивления КТПТР-05

3. Преобразователь расхода электромагнитный Ду-32 ЭРСВ-420Л

4. Преобразователь расхода электромагнитный Ду-25 ЭРСВ-420Л

5. Преобразователь расхода электромагнитный Ду-20 ЭРСВ-420Л

Тепловычислитель монтируется в помещении узла учёта тепла.

На схеме показаны местные приборы, регулирующие устройства, измерительные и контрольные приборы, исполнительные механизмы.

Терморегуляторы.

Назначение: регуляторы предназначены для применения в местных тепловых пунктах (МТП) и центральных тепловых пунктах (ЦТП) . Для автономного регулирования температуры теплоносителя (воды) в системах теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений с целью экономии тепла и создания комфортных условий.

Регуляторы обеспечивают поддержание заданной температуры воздуха внутри помещений в зависимости от температуры наружного воздуха.

Функции:

1. Формирование релейного выходного сигнала на управляемый процесс в пропорционально интеграционном законе регулирования совместно с исполнительным механизмом постоянной скорости, а также трехпозиционным законом регулирования;

2. Формирование верхнего ограничения графика по температуры

теплоносителя с индикацией состояния превышения установленного порога ограничений;

3. Обеспечение программного изменения корректировочного сигнала

(температуры внутри помещения) от внутреннего реле времени.

Для рациональной работы системы теплоснабжения теплоноситель должен иметь определенные параметры как на подающем так и на обратном магистральном трубопроводах тепловой сети.

Поэтому, при выходе из индивидуального теплового пункта температура и расход измеряются датчиками FE и TE. Результаты фиксируются на пульте, устройством регистрации.

Задание на автоматизацию

Разработать функциональную схему автоматизации:

1. Контроля давления на вводе теплоносителя, температуры и расхода прямой и обратной воды, температуры горячей воды в системе ГВС, контроля и учета потребляемого зданием тепла.

2. Программного регулирования температуры воды в системе отопления и стабилизации температуры в системе горячего водоснабжения, поддержание постоянства давления теплоносителя на вводе, регулирование расхода теплоносителя в системе отопления в зависимости от расхода в системе ГВС

3. Сигнализации о предельных значениях регулируемых параметров, ручного управления исполнительными механизмами.

4. Функциональная схема автоматизации теплового пункта.

Схема автоматизации теплового пункта позволяет контролировать технологические процессы, автоматически регулировать основные технологические параметры с возможностью включения сигнализации при выходе этих параметров за предельные значения. Таким образом, задачи, поставленные в задании, реализуются комплексно. С целью экономии тепловых ресурсов предусмотрено программное изменение режима в системе отопления, например, автоматическое переключение с дневного на ночной режим.

Контроль температуры горячей воды производится приборами TI 10.2 и TI 10.3 по сигналу от терморезистора ТЕ 10.1.

Контроль давления теплоносителя на вводе в здание производится манометром PI 2.2, установленном по месту. Чувствительная часть манометра - PE 2.1 смонтирована на трубопроводе прямой воды. Вторичные контролирующие приборы PI 2.3 и PI 2.4 подключены к местному манометру 2.2, а смонтированы на пультах оператора и диспетчера. Для контроля температуры прямой и обратной воды предусмотрены датчики - терморезисторы TE 4.1 и TE 5.1. К ним подключены термометры ТI 4.2 и TI 5.2, установленные на пультах оператора и диспетчера. Для контроля расхода теплоносителя в прямой и обратной магистралях поставлены турбинные расходомеры FE 3.1 и FE 3.3. Контроль и учет израсходованного в здании тепла производится теплосчетчиком FTIR 3.5, к которому подключены датчики температуры и расхода.

Для поддержания постоянства давления теплоносителя на вводе в здание не зависимо от режима расхода другими потребителями, например, рядом расположенными жилыми зданиями, предусмотрен статический регулятор давления PC 1.2, к которому подключен датчик давления PE 1.1. Если расход теплоносителя другими потребителями возрастет и давление на вводе в тепловом пункте падает, то регулятор PC 1.2 дает команду на исполнительный механизм 1.3 с целью увеличения открытия клапана Кл до тех пор, пока давление не восстановится.

В часы максимального расхода горячей воды предусматривается ограничение подачи теплоносителя в систему отопления. Для этого установлен регулятор расхода FC 11.2, который с помощью исполнительного механизма 6.8 уменьшает открытие клапана КЛ.

Регулирование температуры в системе отопления выполняется астатическим регулятором ТСА 6.4, установленном на пульте оператора. Регулятор получает и обрабатывает информацию от датчиков температуры прямой и обратной воды TE 6.2 и TE 6.3, а также от терморезистора ТЕ 6.1, который контролирует температуру наружного воздуха. Сравнивая введенное в регулятор здание на величину температуры в системе отопления с поступающей от датчиков информацией, он управляет исполнительным механизмом 6.8, который меняет соотношение прямой и обратной воды в системе отопления. При отклонении режима регулирования от заданных параметров регулятор включает сигнальные лампы 6.6 и 6.7.

Регулятор температуры 6.4 снабжен программным устройством ТК 6.5, который позволяет автоматически задавать один из нескольких режимов отопления в соответствии с заданием оператора.

Нормируемый температурный режим в системе горячего водоснабжения поддерживается регулятором ТСА 8.2 совместно с терморезистором ТЕ 8.1. При отклонении температура в ГВС от нормы, регулятор включает исполнительный механизм 8.5 трехходового клапана КЛ и меняет соотношение прямой и обратной воды, а, значит и температуру в ГВС. В процессе регулирования работает световая сигнализация 8.3 и 8.4 на пультах.

Регулирование технологических параметров в тепловом пункте может осуществляться как в автоматическом, так и в ручном режимах. Для ручного управления исполнительными механизмами установлены кнопки <<Пуск - останов >> Н 7.1и Н 9.1.

Разработанная схема автоматизации теплового пункта позволяет оперативно контролировать и регулировать основные технологические параметры, осуществляя энергосбережение и оптимальный режим работы, а также облегчая работу обслуживающего персонала.

7. Экономика

Определение сметной стоимости

Сметная документация является составной частью проекта и представляет собой совокупность расчетов, в результате которых определяется размер денежных средств, необходимых для реализации проекта.

Смета на строительство объекта позволяет:

· установить стоимость строительства объекта;

· осуществить планирование капитальных вложений на новое строительство и реконструкцию зданий и их инженерного оборудования;

· заключать договоры между заказчиком и генподрядчиком;

· открывать финансирование в банке;

· вести расчетов заказчиков с генподрядчиком, поставщиками материально-механических ресурсов;

· осуществлять учет и отчетность;

· вести хозяйственные расчеты и производить оценку деятельности строительно-монтажных работ организаций и заказчиков;

· сравнивать варианты проектов зданий и их инженерного оборудования.

Смета на строительство является основным и неизменным документом на весь период строительства. Она должна предварительно согласовываться с генподрядчиком и приниматься до начала строительства.

В сметы на капитальное строительство включаются: затраты на все виды строительных работ; стоимость и монтаж технического, энергетического и другого оборудования; стоимость приспособлений; инструмента и инвентаря; затраты на прочие капитальные затраты и проектно-изыскательные работы.

Основные технико-экономические показатели проекта:

Основные технико-экономические показатели
№	наименование показателя	Ед.изм.	Кол-во
1	Сметная стоимость объекта в целом	тыс. руб.	619,48
2	Годовые эксплуатационные расходы	тыс. руб.	218,3
3	Себестоимость ед, продукции	руб/ГДж	352
4	Экономическая эффективность при сравнении вариантов	млн.руб	15,66

Годовые эксплуатационные расходы на вентиляцию определяются по формуле, р./год:

С = T+Э+А+Рт+З+У+Х+В, где

Т - стоимость тепла,

Э - стоимость электроэнергии,

А - амортизационные отчисления на восстановление и капитальный ремонт основных фондов,

Рт- затраты на текущий ремонт,

З - заработная плата обслуживающего персонала,

У - расходы на управление, спецодежду, охрану труда и другое,

Х - стоимость холода,

В - стоимость потребляемой воды.

Определение расходов теплоносителя.

Для отопления годовое количество тепла определяется по формуле, ГДж/год:

Расходы на отопление:

- стоимость тепла, р./ГДж

Расходы на электроэнергию:

Амортизационные отчисления:

Для систем отопления принимается как 4% от сметной стоимости, т.е.:

Аотоп=0,04•618,48=24,7 тыс.р./год

Расходы на текущий ремонт:

Для систем отопления принимается как 3% от сметной стоимости, т.е.:

Рт отопл=0,03•619,48=18,6 тыс.р./год

Расходы на заработную плату обслуживающего персонала:

Затраты на управление, охрану труда и т.д.:

Определение затрат на холод:

Определение затрат на потребляемую воду:

Суммарные годовые эксплуатационные затраты:

с = T + Э + А + Рт + З + У + Х + В

с=175+24,7+18,6=218,3тыс.р./год

Стоимость единицы продукции системы отопления:

Экономическое сравнение вариантов проектных решений.

Рассматриваем два варианта строительства предприятия. Первый вариант строительства объекта в одну очередь. Капитальные вложения по данному варианту составляет 295 млн. р. Капитальные вложения по второму варианту, на строительство объекта в две очереди, составляет: первая очередь 195млн.р., вторая очередь 118 млн.р.

Период отдаления капитальных вложений в строительство второй очереди предприятия (t) составляет 3 месяца. Требуется определить наиболее экономический вариант.

1) Определяем коэффициент привидения разновременного капитального вложения к базисному периоду (B_t):

где - нормативно - приведенные капитальные вложения второй очереди предприятия к началу строительства (базисному периоду), принимается равным 0,08.

2) Определяем приведенные капитальные вложения в строительство объекта по второму варианту:

,

где - коэффициент привидения,

- капитальные вложения в строительство второй очереди (118 млн. р.).

К_пр=0,63•118=74,34

№ п/п	Варианты экономического сравнения	Капитальные вложения, млн.р.
		Первая очередь строительства	Вторая очередь строительства	Всего
1	Строительство предприятия в одну очередь	295	-	295
2	Строительство предприятия в две очереди	195	118	313

В результате выполнения сравнения вариантов, суммарные затраты по

строительству предприятия в две очереди меньше, чем затраты по строительству предприятия в одну очередь:

195+74.34=269.34 млн.р.

Таким образом затраты в строительство объекта по второй очереди меньше с предлагаемыми затратами по первому варианту:

295-269.34=15.66 млн.р.,

что и составляет экономическую эффективность от принятия к реализации второго вариант.

Заключение

Проектом предусмотрено теплоснабжение загородного коттеджа, расположенного в городе Сестрорецк,в котором в качестве источника теплоснабжения использовано природное тепло грунта.

Произведен расчет расхода тепла и расхода сетевой воды, также рассчитан тепловой насос, законструирован рекуперативный трубчатый теплообмнник.

Произведён гидравлический расчёт теплообменника.

Для централизованного контроля и управления инженерным оборудованием ИТП проектом предусмотрена система автоматизации.

Разработан календарный план производства работ и график движения рабочих.

В разделе “Экономика” проведен технико-экономический расчет.

Таким образом, в результате проделанных расчетов спроектирована система теплоснабжения загородного коттеджа.

Технико-экономический анализ подтвердил правильность принятых в проекте инженерных решений на уровне современных требований нормативных материалов.

Таким образом, данный дипломный проект может быть рекомендован к использованию.

Список используемой литературы

1. Козин В.Е., Левина Т.А и др. “Теплоснабжение”. Учебное пособие для вузов. М. 1980г.

2. Николаев А.А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. М. 1965г.

3. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети. Госстрой России. М. 2004г.

4. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госстрой России. М. 1992г.

5. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика. Госстрой России. М. 1983г.

6. ГОСТ 21.605-82 Сети тепловые. (Тепломеханическая часть) М. Издательство стандартов. 1982г.

7. Соколов Е.Я. Развитие теплофикации России. “Теплоэнергетика” №12. 1993г.

8. Манюк В.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М. Стройиздат. 1987г.

9. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. И.В.Беляйнина, В.П.Витальев, Н.К.Громов и др. под редакцией Н.К.Громова и Е.П.Шубина. М. Энергоатомиздат. 1988г.

10. Иванов В.Д., Богданов М.В., Нартов И.М. Проектирование систем централизованного теплоснабжения. Учебное пособие. СПб. СПб ГТУ РП. 1993г.

11. “Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей”. М. Атомиздат. 1975г.

12. Ю. Каммерер, А.Харкевич “Аварийные работы в очагах поражения”. М. 1980г.

13. Сайт всемирной сети Internet -

14. Под редакцией Громова Н.К., Шубина Е.П. “Водяные тепловые сети”. М.”Энергоатомиздат”. 1988г.

15. Ионин А.А. и др. “Теплоснабжение”. Учебное пособие для вузов. М. 1988г.

Размещено на Allbest.ru