Проект газоснабжения 33-квартирного жилого дома по улице Сосновая в поселке Кувшиново
Характеристика наружных газовых сетей и цокольного газового ввода. Расчет сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций. Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение. Гидравлический расчет газопроводов. Расчет двухконтурного настенного котла.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.04.2017 |
| Размер файла | 421,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
70
Содержание
Введение
1. Основы внутреннего газоснабжения
1.1 Наружние газопроводные сети
1.2 Цокольный газовый ввод, особенности применения
2. Краткая характеристика проектируемого объекта
3. Параметры микроклимата в помещения
3.1 Параметры наружного микроклимата
3.2 Параметры внутреннего микроклимата
4. Теплотехнический расчет
4.1 Расчет сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций
4.2 Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций
4.3 Проверка ограждающих конструкций на возможность конденсации влаги в толще ограждения
4.4 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции помещения
4.5 Теплопотери на нагревание инфильтрующего наружного воздуха
4.6 Тепловыделения в помещении
4.7 Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение
5. Гидравлический расчет газопроводов
5.1 Характеристика объекта газификации
5.2 Выбор и обоснование системы газоснабжения
5.3 Методика гидравлического расчета внутридомовой газовой сети
5.4 Определение характеристик газа
5.5 Бытовое потребление газа
6. Подбор котла
7. Технико-экономическая оценка квартирного теплоснабжения
7.1 Подбор котлоагрегатов
7.2 Технико-экономическая оценка двухконтурного настенного котла
8. Автоматизация газового котла
9. Безопасность жизнедеятельности при монтаже инженерных систем
10. Охрана окружающей среды
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1. Расчетные часовые расходы газа на участках внутридомовой газовой сети
Приложение 2. Гидравлический расчет внутридомовых газопроводов
Приложение 3. Расчет тепловых потерь помещений
Приложение 4. Расчет необходимой мощности котла
Введение
Газоснабжение это организованная подача и распределение газового топлива для нужд хозяйства.
Для газоснабжения используют:
- природные газы;
- газовые сети высокого, среднего, низкого давления;
-газораспределительных станций
-различные системы связи
Все системы газоснабжения постоянно обеспечивают подачу газа населению, должны быть простые в эксплуатации, удобной в обслуживании, требуется обеспечить частичное отключение устройств для возникших в результате эксплуатации аварийных ремонтных работ.
Оборудования, узлы в системе следует применять одинаковые. Взятый вариант имеет максимальную эффективность и предусматривать строительство и ввод в эксплуатацию системы газоснабжения по частям. Для правильной работы системы газоснабжения необходимо специальное оборудование и арматура. Арматура и оборудование применяемые в системах газоснабжения должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.08-87*. С помощью газовой арматуры осуществляется включение, отключение, изменение расхода, давления или направления газового потока, а также удаление газов. При выборе газовой арматуры необходимо учитывать свойства металлов и сплавов, из которых она изготовлена.
Самыми большими потребителями природного газа явдяются различные станции, жилищные коммунальные организации .
Газ используют:
- для приготовления пищи
- для отопления;
- для нагревания воды применяемые в общественных и жилых зданиях;
- вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий.
1. Основы внутреннего газоснабжения
1.1 Наружные газопроводные сети
Перемещение газа по газопроводам от места получения газа до места потребления источника идет под очень высоким давлением, которое не допускают в газовых сетях. Уменьшение давления газа в конце магистрального газопровода, происходит на газораспределительных станциях, которые располагают как можно дальше от городской черты. Газораспределительная станция не входит в местное городское газовое хозяйство.
Стабильные условия сжигания газа и поддержание необходимого давления у потребителей обеспечивают газорегуляторные пункты, размещаемые у потребителей промышленных объектов и в отдельных районах города.
В распределительных газопроводах низкого давления допускается давление до 0,05 кгс/см2 при наличии регуляторов и различных датчиков.
Газораспределительные сети высокого располагают за чертой города и используют для газоснабжения больших населенных пунктов. От сети высокого давления питаются газом газорегуляторные станции среднего давления, которые в свою очередь подают газ в городскую газораспределительную сеть среднего давления.
Сети среднего давления прокладывают в городе и используют для бытовых нужд населения.
Газовая сеть низкого давления обеспечивает газом бытовых потребителей.
По назначению газовые сети разделяют на три группы: городские распределительные сети, ответвления и ввод в дом, внутриобъектные.
Городские распределительные газопроводы передают газ в районы. Ответвления и вводы служат для подачи газа от распределительной сети до отключающего устройства на вводе к потребителю. Bнутриобъектные газопроводы передают газ от отключающего устройства до установок где используют газ.
Газовые сети состоят из газопроводов равных или разных давлений. В первом варианте система одноступенчатая, она подает потребителям газ обычного давления. Второй вариант -- это система многоступенчатая и зависит от проложенных газопроводов различных давлений ее называют соответственно двухступенчатой, трехступенчатой.
Одноступенчатую систему газоснабжения с низким давлением применяют в поселках и небольшим населением.
Двухступенчатая система получила распространение в средних и больших городах. Газ подают от ГРС по распределительным газопроводам высокого и среднего давления через ГРП в сети низкого давления. Газопроводы высокого или среднего давления, кроме того, питают газом промышленные и коммунальные предприятия, отопительные котельные. Газопроводы низкого давления используют для подачи газа бытовым потребителям и небольшим коммунальным предприятиям.
По трехступенчатой и многоступенчатой схеме осуществляют газоснабжение наиболее крупных городов (Москва, Ленинград). Многоступенчатые системы дают значительную экономию металла, расходуемого на устройство газопроводов.
Несмотря на то что тупиковая схема имеет меньшую протяженность газопроводов, чем кольцевая, ее применяют сравнительно редко. Тупиковые сети применяют при газоснабжении небольших районов, отдельных промышленных объектов или в начальный период газоснабжения города, когда строительство всей сети еще не закончено. Во всех остальных случаях применяют кольцевые или смешанные (частично закольцованные) сети.
1.2 Цокольный газовый ввод, особенности применения
Газ к дому подводится от подземной магистрали, для чего, как правило, применяется цокольный ввод газопровода. Этот конструктивный элемент в цокольной части здания обеспечивает кратчайший путь, по которому газ может попасть на цокольный этаж, где обычно располагается котельная.
Очень важно отметить тот момент, что все подземные коммуникации (газопровод, канализация, электрические кабели) должны быть смонтированы с учетом ГОСТов, определяющих расстояние между ними.
Газовый ввод - это монолитное соединение между трубами, обеспечивающее формирование требуемого перехода подземного газопровода в надземную часть возле загородного дома. Конструкция должна быть защищена металлической оболочкой, которая бережет соединение от механического воздействия и переохлаждения. Оболочка-футляр обязательно закрывается заглушками. Цокольный ввод может быть размещен в любой части конструкции здания.
Можно выделить три основных типа ввода для подведения газа в цокольный этаж:
Г-образный. Конструктивная особенность этого типа заключается в том, что он представляет собой металлическую трубу, которая полностью изолирована от проникновения влаги и имеет переход по типу «сталь-полиэтилен». Полиэтиленовая часть соединения не будет промерзать даже в самые сильные морозы. Именно поэтому есть возможность монтировать Г-образный ввод в тех местах, где температура может опускаться ниже 20 градусов мороза.
Прямой. Такая труба сделана полностью из специальных марок полиэтилена и имеет свободный изгиб. Основная особенность в конструкции такого типа как раз и заключается в наличии свободного изгиба, который смонтирован в гибком футляре. Располагается изгиб в нижней части газового ввода. Соединение же находится в верхней части трубы, оно защищено стальной оболочкой. Прямой цокольный ввод допускается эксплуатировать только в тех регионах, где температура не опускается ниже 15 градусов. Монтаж подобного оборудования происходит в зоне выхода трубы из грунта неподалеку от загородного дома. Как правило, для подачи применяется метан низкого давления.
I-образный. По большому счету, этот тип конструкции имеет вид прямой трубы с сильфоном и краном. Труба делается из стали и специальных полиэтиленовых компонентов. Ее подсоединяют с помощью сварочного аппарата. Переход такого типа устанавливается в вертикальной части газопроводной сети. Такой цокольный ввод имеет высокий уровень теплоизоляции и защиты от механических нагрузок. Это обеспечивается с помощью стального изолированного утепленного футляра. I-образный цокольный ввод может быть использован в любых климатических условиях. С магистральным трубопроводом он соединяется посредством электросварного отвода. I-образный ввод размещается на выходе трубы из земли около здания. Ввод такого типа может быть использован для перекачки газа различного давления.
Цокольный ввод может быть изготовлен по уникальному проекту и иметь индивидуальные конструктивные особенности, которые подойдут для тех или иных условий эксплуатации. Такой подход позволяет полностью избавиться от проблем, которые теоретически могут возникать при устройстве газовых систем.
2. Краткая характеристика проектируемого объекта
В проекте запроектировано газоснабжение 33 квартирного жилого многоквартирного дома в поселке Кувшиново.
Место расположения объекта:
Ул.Сосновая, п.. Кувшиново, Вологодская область.
Район климатического строительства II
Расчетная температура наружного составляет воздуха -32С
Расчетная температура внутреннего составляет воздуха +200С
Глубина промерзания грунта - 1,5м
3. Параметры микроклимата в помещениях
3.1 Параметры наружного микроклимата
Объект расположен в пос. Кувшиново Вологодской области.
Параметры для холодного периода составляют:
- температура наружного воздуха;
- продолжительность периода 231 суток
- средняя температура воздуха,
- относительная влажность воздуха равна цн.в.=80 %.
3.2 Параметры внутреннего микроклимата
Для определения мощности системы отопления необходимо рассчитать тепловой поток, который будет уходить из отапливаемого помещения через ограждающие конструкции. Тепловой поток между двумя средами, разделенными перегородкой (ограждением), вычисляется в общем виде по формуле
Q = , (3.1)
R0 сопротивление теплопередаче ограждения, м2·К/Вт;
А площадь ограждающей конструкции, м2;
t1 , t2 температура воздуха по обе стороны ограждения, С.
Значение площади устанавливается по строительным чертежам, температур по справочной и нормативной литературе. Для определения сопротивления теплопередаче ограждения, которое характеризует теплозащитные свойства конструкции, производится специальный расчет.
4. Теплотехнический расчет
4.1 Расчет сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
Согласно расчету подлежат те ограждения, у которых перепад температур воздуха по обе стороны превышает 3С, так как при меньшем перепаде тепловой поток будет оказывать незначительное влияние на тепловую мощность системы отопления.
Перед началом расчета в пояснительной записке вычерчивается разрез рассчитываемой конструкции с указанием наименований слоев и их размеров.
Сопротивление теплопередаче конструкции определяется по формуле
(4.1)
Rв, Rн сопротивление теплообмену на внутренней и наружной поверхно стях ограждения, м2·К/Вт;
Rк термическое сопротивление слоев ограждающей конструкции, м2К/Вт;
Rпр - приведенное термическое сопротивление неоднородной конструкции (конструкции, имеющей теплопроводные включения), м2·К/Вт;
в , н - коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях ограждения, Вт/(м2·К);
i - толщина слоя ограждающей конструкции, м;
i - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м2·К).
В связи с тем, что теплопроводность материалов в значительной степени зависит от их влажности, необходимо выяснить условия их эксплуатации. Для этого по приложению устанавливается зона влажности на территории страны, затем по приложению в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности определяются условия эксплуатации ограждающей конструкции (если влажностный режим помещения не указан, то допускается принимать его нормальным). После этого по приложению в зависимости от установленных условий эксплуатации определяется коэффициент теплопроводности.
Если в состав ограждения входят конструкции с неоднородными включениями (панели перекрытия с воздушными прослойками, крупные блоки с теплопроводными включениями и т.д.), то расчет таких конструкций производится по особой методике.
При расчете необходимо помнить, что из-за своих размеров участки оказывают неодинаковое влияние на общее сопротивление конструкции. Поэтому термическое сопротивление панели рассчитывается с учетом площадей, занимаемых участками в горизонтальной плоскости:
, (4.2)
АI , АII , АIII - суммарные площади всех первых, вторых и третьих участков, приходящихся на один погонный метр панели, м2;
RI , RII , RIII - термическое сопротивление участков, м2·К/Вт;
(4.3)
ж.б - коэффициент теплопроводности железобетона;
Rв.п - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, при положительной температуре воздуха в прослойке, м2·К/Вт.
Однако полученное термическое сопротивление панели перекрытия не совпадает с данными лабораторного эксперимента, поэтому производят вторую часть расчета:
Общее термическое сопротивление панели в этом случае
Rб = 2RА + RБ, (4.3)
где - термическое сопротивление слоев А, м2·К/Вт;
RБ - термическое сопротивление слоя Б, м2·К/Вт.
При расчете RБ необходимо учесть различную степень влияния участков на термическое сопротивления слоя из-за их размеров:
, (4.4)
Пояснить эту формулу можно следующим образом: расчеты в обоих случаях не совпадают с данными лабораторного эксперимента, которые находятся ближе к значению Rб .
Расчет панели перекрытия необходимо произвести дважды - для случаев, когда тепловой поток направлен соответственно снизу вверх (перекрытие) и сверху вниз (пол).
В заключение следует заметить, что расчет сопротивления теплопередаче не накладывает на конструкцию никаких ограничений. Она может быть или чрезмерно толстой, или чрезмерно тонкой, что одинаково плохо по экономическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Поэтому курсантам необходимо произвести проверку найденного значения сопротивления теплопередаче конструкции на соответствие теплотехническим и экономическим требованиям.
4.2 Требуемые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не менее требуемых сопротивлений теплопередаче Rотр, рассчитываемых дважды. Вначале Rотр находится из второго условия тепловой комфортности, которое определяет температуру охлажденной поверхности, допустимую для человека, находящегося у этой поверхности, а затем Rотр вычисляется исходя из условия энергосбережения. В качестве минимально возможного требуемого термического сопротивления выбирается наибольшее из этих значений.
Выполнение второго условия тепловой комфортности (для охлажденных поверхностей) обеспечивается заданием нормируемого перепада температур между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограждения tн . Таким образом, требуемое сопротивление теплопередаче равно
, (4.5)
tв расчетная температура внутреннего воздуха здания; допустимо принять tв =18С (tв =20С для районов с расчетной температурой наружного воздуха ниже 31С);
tн расчетная зимняя температура наружного воздуха, С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; принимается по данным;
n коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;
tн нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции.
При определении по формуле требуемого сопротивления теплопередаче внутренних ограждающих конструкций следует принять n=1, а tн - равным температуре воздуха более холодного помещения; требуемое сопротивление теплопередаче дверей и ворот должно быть не менее 0,6Rотр наружных стен зданий и сооружений. Требуемое сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) принимается по правилам, излагаемым ниже.
После этого, согласно новым требованиям, необходимо проверить соответствие ограждающей конструкции условиям энергосбережения. Для этого рассчитываются градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле
ГСОП = (tв tот.пер) zот.пер , (4.6)
tот.пер , zот.пер средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, определяемые по данным.
По значению ГСОП по определяется минимально допустимое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, причем промежуточные значения Rотр находятся интерполяцией. Затем сравниваются оба значения требуемых сопротивлений теплопередаче и в качестве расчетного принимается наибольшее.
Должно выполняться условие: .
Помимо теплоизоляционных свойств ограждающая конструкция должна обладать и определенными влагозащитными свойствам.
4.3 Проверка ограждающих конструкций на возможность конденсации влаги в толще ограждения
Ограждающие конструкции следует проектировать таким образом, чтобы в них не происходило конденсации пара и накопления влаги, поскольку они могут существенным образом сказаться на прочности ограждений и их теплозащитных свойствах. В целях недопущения этих негативных явлений должен производиться поверочный расчет на возможность конденсации влаги. Расчет выполняется графо-аналитическим методом, который с некоторой долей приближения позволяет судить о возможности конденсации влаги в ограждающей конструкции.
Рекомендуемый порядок расчета:
Определяютcя температуры на поверхности слоев ограждения:
, (4.7)
tп температура на границе n-го и (n+1)-го слоев ограждения, С;
tс.х.м - средняя температура наружного воздуха самого холодного месяца, С; принимается по данным;
сумма термических сопротивлений слоев ограждающей конструции от внутренней поверхности до расчетной точки, м2·К/Вт.
Определяются значения фактических парциальных давлений водяного пара в толще ограждающей конструкции рп , Па, как результат диффузии водяного пара из области с более высоким парциальным давлением (внутренний воздух) в область с низким давлением (наружный воздух). Расчет производится по формуле
), (4.8)
рп парциальное давление водяного пара на границе n-го и (n+1)-го слоев ограждения, Па;
рв парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па;
рн парциальное давление пара наружного воздуха, Па;
Rп общее сопротивление паропроницанию ограждения, Па·ч·м2/мг;
Rп.в сопротивление паропереходу от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, Rп.в = 0,113 Па·ч·м2/мг;
сумма сопротивлений паропроницанию слоев от внутренней пверхности ограждения до расчетной точки, Па·ч·м2/мг;
; , (4.9)
в относительная влажность внутреннего воздуха, %
н средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, %;
, максимальная упругость водяного пара, Па, при расчетных температурах соответственно внутреннего и наружного воздуха
Общее сопротивление паропроницанию ограждения
; (4.10)
здесь сумма сопротивлений паропроницанию всех слоев ограждащей конструкции, Па·ч·м2/мг;
Rп.н сопротивление паропереходу от наружной поверхности к наружному воздуху; Rп.н = 0,02 Па·ч·м2/мг.
Сопротивление паропроницанию отдельных слоев ограждения рассчитывается по формуле
, (4.11)
i толщина i-го слоя ограждающей конструкции, м;
i коэффициент паропроницаемости слоя ограждения, мг/(м·ч·Па)
По найденным значениям фактических парциальных давлений водяного пара также строится график изменения рп .
После оценки защитных свойств ограждающих конструкций производят расчет тепловой мощности системы отопления.
4.4 Определение тепловой мощности системы отопления
Тепловая мощность системы отопления Qот, Вт, определяется как максимальная разность между потерями теплоты и тепловыделениями в сооружении в конкретный момент времени:
Qот = Qпот Qвыд , (4.12)
Qпот теплопотери здания, Вт;
Qвыд тепловыделения в помещениях здания, Вт.
Теплопотери в помещениях в общем виде слагаются из потерь теплоты через ограждающие конструкции Qогр , теплозатрат на нагревание инфильтрующегося через щели и неплотности в ограждениях воздуха Qи , а также на нагрев материалов, оборудования и транспорта, поступающих снаружи, Qмат . Теплозатраты на нагрев холодного воздуха, врывающегося при открывании наружных дверей и ворот, учитываются как добавочные к теплопотерям через ограждающие конструкции. Таким образом,
|
Qпот = Qогр + Qи + Qмат , (4.13) |
Как правило, наибольшее влияние на тепловую мощность системы отопления оказывают теплопотери через ограждающие конструкции, поэтому указанный расчет требует тщательного подхода.
4.4 Расчет теплопотери через ограждающие конструкции помещений
Тепловые потери через ограждающие конструкции принято называть основными. Они рассчитываются для каждого отапливаемого помещения в отдельности и складываются из теплопотерь через конструкции, у которых перепад температур воздуха по обе стороны превышает 3С. Если в помещении поддерживается пониженная температура, то данный тепловой поток учитывается как теплопоступление в помещение.
Расчет основных теплопотерь выполняться с точностью до 10 Вт по формуле
, (4.14)
k коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2·К), равный
; (4.15)
Ro общее сопротивление теплопередаче ограждения м2·К/Вт;
А расчетная площадь ограждающей конструкции, м2, вычисляемая с точностью до 0,1 м2 по правилам;
tв температура воздуха в помещении, оС;
tн.р температура наружного воздуха для расчета теплопотерь, С
n коэффициент, учитывающий положение рассчитываемой поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;
коэффициент добавочных тепло потерь
Термическое сопротивление Ri, м2·К/Вт, каждой из зон принимается следующим:
а) неутепленных полов при теплопроводности каждого слоя 1,2 Вт/м·К:
полосы, ближайшей к наружным стенам (I зона), =2,1 м2·К/Вт;
II зоны = 4,3 м2·К/Вт;
III зоны = 8,6 м2·К/Вт;
оставшейся площади (IV зона) = 14,2 м2·К/Вт;
Для утепленных полов при теплопроводности хотя бы одного слоя 1,2 Вт/(м·К) термическое сопротивление каждой из зон вычисляется по формуле
, (4.16)
Riн.п термическое сопротивление соответствующей зоны неутепленного пола, м2·К/Вт;
у.с , у.с - толщина, м, и теплопроводность, Вт/(м·К), каждого утепляющего слоя; 1,2 Вт/(м·К).
Термическое сопротивление полов, расположенных на лагах, рассчитывается аналогично, только сопротивление каждой зоны определяется по формуле
Riл = 1,18Riу.п. (4.17)
В величине Riу.п воздух учитывается как дополнительный утепляющий слой.
При заполнении таблицы расчета теплопотерь для каждой зоны пола помещения отводится отдельная строка.
После расчета теплопотерь через ограждающие конструкции приступают к расчету теплопотерь за счет инфильтрации, которая также может оказывать существенное влияние на тепловую мощность системы отопления.
4.5 Теплопотери на нагревание инфильтрующего наружного воздуха
Наружный воздух попадает в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях вследствие перепада давлений воздуха снаружи и внутри здания. Перепад давлений воздуха возникает из-за разности удельных весов (температур) наружного и внутреннего (гравитационный напор) воздуха, действия ветра (ветровой напор) и работы вытяжной вентиляции, если она не компенсируется подогретым наружным воздухом.
При расчете теплопотерь на нагрев инфильтрующегося воздуха в общественных и жилых зданиях, оборудованных естественной вентиляцией, производится оценка влияния этих факторов. Для этого выбирается помещение первого этажа, оборудованное естественной вентиляцией, с наибольшей площадью остекления, и для него выполняется расчет теплопотерь на инфильтрацию. Вначале рассчитываются теплозатраты вследствие действия гравитационного и скоростного напоров воздуха, а затем - вследствие работы вентиляции. В качестве расчетной принимается наибольшая величина.
Расчет других помещений выполняется по уже выбранной методике.
1. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха за счет действия гравитационного и скоростных напоров определяется по формуле
, (4.18)
расход инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения, кг/ч;
с удельная теплоемкость воздуха, с =1 кДж/(кг·К);
k коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях
Общий расход инфильтрующегося воздуха Gi равен
= Gок + Gн.с , (4.19)
Gок , Gн.с - расходы инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещение соответственно через окна, балконные двери и через наружные стены, кг/ч;
. (4.20)
Gокн - нормативная воздухопроницаемость окон и балконных дверей, кг/(м2ч);
Аок - площадь поверхности окон и балконных дверей, м2.
Расход инфильтрующегося воздуха через наружные стены составляет
, (4.21)
р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па;
Rи - сопротивление воздухопроницанию стены, м2·ч·Па/кг;
Ан.с - площадь стены, м2;
, (4.22)
Н высота здания от уровня земли до верха карниза, м;
hi расчетная высота от уровня земли до середины стен i-го этажа, м;
н , в удельный вес наружного и внутреннего воздуха,
, Н/м3; (4.23)
k1 коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания; принимается по табл. 3;
v - расчетная скорость ветра, м/с; определяет
4.6 Тепловыделения в помещении
Согласно при проектировании системы отопления необходимо учитывать тепловой поток, регулярно поступающий в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, людей и других источников:
Qвыд = Qэл + Qоб + Qл , (4.24)
Qэл - тепловыделения от электрических приборов и освещения, определяются по данным;
Qоб - тепловыделения от технологического оборудования, коммуникаций материалов, также определяются по данным;
Qл - тепловыделения от людей;
4.7 Расчет расхода теплоты на горячее водоснабжение
Средний часовой расход теплоты на подогрев воды для нужд горячего водоснабжения определяется :
Qср = c Gср (tг - tх) (1 + Kт.п) 10-3, (4.25)
с - удельная теплоемкость горячей воды, принимается 4,187 кДж/(кг•?);
Gср - средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, л/ч;
tг - средняя температура разбираемой потребителями горячей воды, принимаемая равной 55 °С;
tх - средняя температура холодной воды в отопительном периоде, равная 5 °С;
с - плотность горячей воды; при температуре 55C, = 0,986 кг/л;
kт.п -коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами .
Средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, л/ч, определяется по формуле:
, (4.26)
m - фактическое число потребителей горячей воды в здании;
Gсут - суточная норма расхода горячей воды в литрах на одного потребителя при средней температуре разбираемой воды tг= 55C, согласно [9], л/(сут·потр). Принимаем Gсут=105 л/(сут· потр).
m - фактическое число потребителей горячей воды в квартире.
5. Гидравлический расчет газопровода
5.1 Характеристика объекта газификации
Проектируемый объект расположен в пос. Кувшиново Вологодского района.
Параметры Б для холодного периода года согласно:
- температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 ;
- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной ;
- средняя температура воздуха, со средней суточной температурой воздуха ниже или равной
Для расчетов принимаем что в каждой квартире проживает 3,5 человека.
Рассчитаем количество человек в 33 квартир.
N = 3,5*33 = 116 человек.
5.2 Выбор и обоснование системы газоснабжения
Для питания внутридомовых газопроводов используется газ низкого давления. Максимальное давление газа на вводе в жилой дом не должно превышать 3 кПа, а на вводе в общественные и коммунальные здания не должно превышать 5 кПа.
В жилые, общественные и коммунальные здания газ поступает по газопроводам от квартальной распределительной газовой сети. Эти газопроводы состоят из абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые транспортируют газ внутри здания и распределяют его между отдельными газовыми приборами.
На ответвлениях от распределительных газопроводов к группе зданий в удобном и доступном для обслуживания месте устанавливают отключающее устройство. Его нужно располагать как можно ближе к распределительному газопроводу, но не ближе 2м от линии застройки или от стены здания.
На вводе газопровода в здание снаружи устанавливается отключающее устройство - кран или задвижка. Газопровод-коллектор прокладывается по наружной стене жилого дома между окнами 1-го и 2-го этажей. От коллектора делаются ответвления в помещение кухни первого этажа с установкой отключающего устройства, и далее газ разводится по стоякам, к которым подключаются газовые приборы.
Газовые стояки прокладывают в кухнях. Запрещается прокладка стояков в жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах. Транзитная прокладка газопроводов через жилые помещения не допускается.. Газопроводы в зданиях прокладывают открыто. Перед каждым газовым прибором устанавливают кран.
Газопроводы, пересекающие фундаменты, перекрытия, лестничные площадки, стены и перегородки, следует заключать в стальные футляры.
В качестве приборов, использующих газообразное топливо, в жилых домах могут устанавливаться газовые плиты, емкостные или проточные газовые водонагреватели. Помещения, в которых они устанавливаются, должны иметь дымоход для отвода продуктов сгорания. Газовые проточные водонагреватели устанавливаются на стенах из негорючих материалов, на расстоянии не менее 2 см от стены ,в том числе - от боковой.
Газопроводы-подводки к газовым плитам и проточным газовым водонагревателям имеют условный диаметр Dу=15 мм. Стояки принимают диаметром Dу=20 мм. Диаметр газового коллектора, идущего вдоль наружной стены здания, принимается постоянным. На ответвлении газопровода в каждой квартире устанавливается термозапорный клапан на высоте 2.0 м от пола. Газовый счетчик устанавливают в квартирах, где газ используется на нужды пищеприготовления и горячего водоснабжения. Отключающие устройства устанавливают перед каждым газовым прибором.
В проекте предусмотреть установку газоиспользующего оборудования и арматуры в соответствии с рисунком 1.
Рисунок1. Правила установки газоиспользующего оборудования в квартирах
Стояки газопроводов обозначают маркой, состоящей из буквенного обозначения «Ст» и, через дефис, порядкового номера стояка в пределах здания, например Ст-1, Ст-2.
Условные графические изображения арматуры (запорной, регулирующей и предохранительной) и оборудования принимают по государственным стандартам с учетом дополнительных изображений.
Условные графические изображения газовой арматуры и оборудования
|
Наименование |
Изображение |
|
|
1. Счетчик газовый |
||
|
2. Плита газовая бытовая двухгорелочная |
|
|
|
3. Плита газовая бытовая четырехгорелочная |
||
|
4. Аппарат отопительный газовый бытовой |
||
|
5. Печь отопительно-варочная |
||
|
6. Камин газовый |
||
|
7. Регулятор давления |
||
|
8. Предохранительный запорный клапан |
||
|
9. Регулятор управления |
5.3 Методика гидравлического расчета внутридомовой газовой сети
Целью гидравлического расчета является нахождение диаметров газопроводов, подводящих газ потребителям.
Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.
Диаметры должны быть такими, чтобы суммарные потери давления от точки врезки до самой удаленной газовой горелки самого удаленного газового прибора не превышали располагаемый перепад давления.
Располагаемый перепад давления Pр принимается для внутридомовых сетях равным 400 Па.
1. Изучив планировку (план, этажность) жилого дома, выбирается тип и место установки газовых приборов в помещениях;
2. Составляется аксонометрическая схема разводки внутридомовых газопроводов;
3. Схема газопроводов разбивается на участки с неизменным расходом газа;
4. Для каждого участка определяется расход газа и длина газопровода. Расходы газа на участках определяют с применением коэффициентов одновременности
5. Определяются допустимые удельные потери давления (?Р/l)доп, от ввода газопровода ;
6. Зная расчетный расход газа Vр на участке и допустимые удельные потери давления (?Р/l)доп,
7. Находят действительную удельную потерю давления (?Р/l)дейст при расходе газа на участке Vуч;
8. Определяют коэффициенты местных сопротивлений участков уч
9. Для каждого участка определяют расчетную длину участка по формуле:
(5.1)
lр - расчетная длина участка, м;
lуч - длина участка газопровода, м;
lэ - эквивалентная длина, м;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений.
10. Для каждого участка находят потери давления от трения Pтр, и потери давления в местных сопротивленийPм.с,;
11. Для вертикальных участков определяется дополнительное избыточное давлениеPдоп;
Дополнительное избыточное давление, возникающее на вертикальных участках газопроводов из-за разности плотностей воздуха и транспортируемого газа, при движении вверх считается с + (плюсом), при движении вниз с - (минусом), и находится как:
(5.2)
g - ускорение свободного падения, g=9,81м/с2;
H - высота вертикального участка, м;
- плотность воздуха, кг/м3;
- плотность газа, кг/м3.
12. Определяются потери давления на каждом участке Pуч:
Для определения потерь давления на участке пользуются выражениями:
(5.3)
13. Определяются суммарные потери давления от ввода газопровода до самой удаленной горелки самого удаленного потребителя Pуч;
14. К полученным потерям давления Pуч; прибавляют сопротивление газового прибора. Сопротивление газовой плиты принимается в пределах 40ч60 Па, а газового водонагревателя 80ч100 Па.
15. Расчет считается верным, если сумма потерь давления Pуч не превышает располагаемый перепад давления Pр; или меньше его не более чем на 10%. Если это условие не выполняется, тогда назначают новые диаметры участков (кроме диаметров подводок к приборам и стояков) и производится перерасчет
5.4 Определение характеристик газа
Плотность природного газа при нормальных условиях определяется как плотность газовой смеси в зависимости от содержания и плотности отдельных компонентов по формуле:
(1) (5.4)
ri - объемная доля i-го компонента газовой смеси;
сi - плотность i-го компонента при нормальных условиях.
Низшая теплота сгорания природного газа при нормальных условиях определяется как теплота сгорания газовой смеси в зависимости от содержания и теплоты сгорания отдельных компонентов смеси по формуле:
(5.5)
где ri - объемная доля i-го горючего компонента газовой смеси;
Qнр- теплота сгорания i-го компонента,
Рассчитываем теплоту сгорания природного газа по формуле:
Рассчитаем плотность природного газа по формуле:
5.5 Бытовое потребление газа
Охват населения газоснабжением в большинстве городов близок к 1, Однако при наличии старого фонда, который нельзя газифицировать, и при наличии высоких домов, в которых установлены электроплиты, степень охвата газоснабжением (укв) будет меньше 1.
Годовой расход теплоты на бытовое потребление зависит от системы ГВС здания.
Годовое потребление газа на использование его в квартирах вычисляется по формуле:
Qкв =укв N(Z1·q1+Z2·q2 + Z3·q3),МДж/год, ( 5.6)
N - расчетное количество жителей в населенном пункте;
q1 и z1 - норма расхода теплоты, МДж/(год·чел) и доля людей ,проживающих в квартирах с централизованным ГВС;
q2 и z2 - норма расхода теплоты, МДж/(год·чел) и доля людей ,проживающих в квартирах с ГВС от газовых водонагревателей;
q3 и z3 - норма расхода теплоты, МДж/(год·чел) и доля людей, проживающих в квартирах без ГВС;
При расчете следует учитывать годовые расходы газа на нужды мелких коммунальных потребителей, предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и т.п., в размере 5% суммарного расхода на жилые дома, МДж/год.
Qмп= 0,05Qкв, (5.7)
Вычисляем годовое потребление газа на использование его в квартирах по формуле:
Qкв =укв· N•Z1 ·q1=1·116·1·4100=1148000 МДж/год. (5.8)
Рассчитаем потребление газа на отопление и вентиляцию зданий:
Рассчитаем потребление газа на централизованное горячее водоснабжение зданий:
.
Рассчитаем годовой расход газа квартирами:
Вычислим годовой расход газа на отопление и вентиляцию зданий по формуле:
Найдём годовой расход газа на централизованное горячее водоснабжение зданий:
Найдём расчётный часовой расход газа квартирами:
Вычислим расчётный часовой расход газа на отопление и вентиляцию зданий:
Найдём расчётный часовой расход газа на централизованное горячее водоснабжение зданий:
Исходные данные и полученные расчётные значения годовых и расчётных расходов газа на бытовые и коммунальные нужды сводим в приложение.
6. Подбор котла
Подбор котлов, прежде всего, начинается с того, на каком топливе они будут работать. Если к дому подведённый магистральный газопровод то лучшим решением в данном случае будут котлы, работающие на газу. Но если подвода газа нет, и в будущем не предвидится его прокладка и если планируется проживать в таком доме или коттедже круглый год, а площадь самого дома больше 200 метров квадратных, то лучшим выбором будет жидкотопливный котельный агрегат. Если же площадь дома меньше 100 метров квадратных, а жить в доме планируется только летом (в случае дачного домика), в том числе если приезжать на выходные, то лучшим выбором будут электрические агрегаты. Выбор электрических агрегатов основывается на таких аспектах, как много будет стоить электричество и есть ли возможность его подведения, и может ли хватить мощности для отопления здания. Для домов небольших площадей идеальным решением будет котёл, работающий на твёрдых видах топлива. Если же твёрдотопливный котёл устанавливается на предприятии и работает на дровах, то, конечно же, должна быть обязательно сушилка, которая позволяет свести влажность к минимуму, которая содержится в древесном топливе.
Определившись с типом котла по виду топлива необходимо подобрать его по мощности или теплопроизводительности, но прежде чем это сделать, нужно рассчитать суммарную тепловую нагрузку всей системы, как отопления, в случае одноконтурного котла или отопления и ГВС в случае двухконтурного агрегата. Суммарная тепловая нагрузка системы складывается из нагрузки на отопление, вентиляцию и ГВС. Кроме того, подсчитываются все тепловые потери в зданиях, а в случае установки промышленного котлоагрегата и потери по магистральным трассам отопления и ГВС. При расчётах используются различные нормативные документы, основанные на теориях теплопередачи и массообмена. При расчёте нагрузки на ГВС используются нормы потребления горячей воды.Все эти расчеты хороши для нового уже построенного дома, однако если здание уже возведено, то можно воспользоваться подбором мощности опытным путем. При высотах потолков в коттедже 2,5 -2,7 метра примерно на 10 метров квадратных площади распределяется один киловатт мощности. А если будут устанавливаться двухконтурные котлы, то необходимо добавить ещё двадцать пять процентов от всей мощности. При выборе двухконтурного котла нужно знать, как много горячей воды он будет выдавать в минуту и как много точек водоразбора душей или раковин будет работать в минуту, где это всё в последствии суммируется. Чтобы покупка котла оправдала себя через несколько лет, то в первую очередь необходимо обращать внимание на КПД котла, который должен быть не меньше 90%, а в современных конденсационных котлах он достигает 108%. Обязательно все агрегаты должны быть оснащены автоматикой с модуляцией горелки, что позволяет переходить котлу в различные режимы работы автоматически.
7. Технико-экономическая оценка квартирного теплоснабжения
7.1 Подбор котлоагрегатов
Подбор котлов производим исходя из рассчитанных теплопотерь для каждой квартиры и расходов теплоты на горячее водоснабжение квартир. Тогда необходимая мощность котла рассчитывается по следующей формуле:
Nкотла.= Qквт.п + Qгвср., Вт. (7.1)
Qквт.п - теплопотери каждой отдельной квартиры, Вт;
Qгвср - средний часовой расход теплоты на ГВ каждой отдельной квартиры, Вт.
Потери теплоты в квартире рассчитываем как сумму теплопотерь помещений входящих в эту квартиру:
Qквт.п.= ?Qпт.п., Вт (7.2)
где ?Qпт.п - сумма теплопотерь помещений входящих в каждую отдельную квартиру, Вт;
Выяснив из 2 главы, что для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа определяется Vр, мі/ч, определяется по сумме номинальных расходов газа отдельными газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле:
(7.3)
Общий расход газа на одну квартиру для ПГ4 составляет: qnom = 1,2 мі/ч.
Для котла qnom = 2,40 мі/ч.
Принимая расход газа на квартиру 3,60 м3/ч, устанавливаем счетчик газа бытовой G4 РЛ с номинальной пропускной способностью до 6 мі/ч.
Исходя, из полученных мощностей в каждой из квартир принимаем к установке двухконтурный автоматизированный газовый котел “ECO3 compact 24F” мощностью 24 кВт, изготовленного итальянской фирмой “BAXI”. Это настенные газовые котлы с жидкокристаллическим дисплеем. В котлах данной серии удивительным образом удалось соединить сверхкомпактные размеры с удобством в использовании и обслуживании. Электронная плата последнего поколения и самодиагностика обеспечивают высочайшую надежность работы. Жидкокристаллический дисплей дает полную информацию о работе котла.
7.2 Технико-экономическая оценка двухконтурного настенного котла
Годовую экономию тепловой энергии после установки системы квартирного теплоснабжения можно рассчитать по зависимости:
Q= Q1+Q2+Q3+ Q4, Гкал/год, (7.4)
Q1- количество теплоты от бытовых тепловыделений Гкал/год;
Q2- количество теплоты за счет специального снижения (ночное время, длительное отсутствие) температуры воздуха в помещении, Гкал/год;
Q3- количество теплоты за счет автоматического снижения температуры в помещениях в осенне-весенний период, когда на нужды отопления подается теплоноситель с большей, чем требуемая температура теплоносителя с целью обеспечить функционирование централизованного горячего водоснабжения, Гкал/год.
Количество бытовых тепловыделений (Q1) определяется по формуле :
Q1= Qбыт. nот, Гкал/год, (7.5)
где Qбыт- средние суммарные бытовые теплопоступления в квартире (тепловыделения от бытовой техники, осветительных и электронагревательных приборов, газовых плит и т.д.), Гкал /сут;
nот- продолжительность отопительного периода, сут.
Этот объем теплоты можно вычислить и другим путем. По данным электропотребление в наших квартирах составляет 600 кВт час/чел. в год. Это минимальное количество бытовых тепловыделений в другом виде:
Q1= 600/1163=0,5 , Гкал/чел год.
Если принять во внимание что понижение температуры воздуха в помещении на 1оС дает экономию тепловой энергии (на нужды отопления в средней полосе России) в 4%, то для расчета экономии тепловой энергии в ночное время можно воспользоваться выражением:
Q2= Q. 0,04. n , Гкал/год, (7.6)
n- значение, показывающее, на сколько градусов снижена температура воздуха в помещении для поддержания требуемых условий.
В осенне-весенний период в большинстве зданий страны из-за необходимости обеспечения горячего водоснабжения поддерживается повышенная температура воздуха в помещениях. Эти «перетопы» легко определяются с использованием количества дней в отопительном сезоне для данной местности .Л1
Подобные документы
Определение характеристик газа. Расчет годового расхода теплоты при бытовом потреблении, на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания, отопление и вентиляцию, горячее водоснабжение. Гидравлический расчет магистральных наружных газопроводов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017Описание газифицируемого объекта и конструктивных решений системы газоснабжения. Расчет часовых расходов газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет газопроводов высокого и низкого давлений. Составление локальной сметы.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 15.02.2017Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов, гидравлический расчет. Противопожарные требования к устройству систем вентиляции.
курсовая работа [244,4 K], добавлен 15.10.2013План здания с размерами, экспликацией помещений. Проверка ограждающих конструкций на отсутствие конденсации водяных паров. Потери тепла на нагревание инфильтрационного наружного воздуха. Гидравлический расчет внутридомового газопровода, системы отопления.
дипломная работа [882,7 K], добавлен 20.03.2017Характеристики газообразного топлива. Расчет городской системы газоснабжения. Определение количества жителей газоснабжаемого района и расчетных расходов газа. Гидравлический расчет газораспределительных сетей. Гидравлический расчет сети среднего давления.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 28.05.2016Определение расчетных расходов воды. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов. Разработка схемы трубопроводов системы горячего водоснабжения и теплового пункта. Подбор оборудования теплового пункта. Определение потерь теплоты.
курсовая работа [80,3 K], добавлен 05.01.2017Расчет тепловой схемы котельной. Подбор газового котла, теплообменника сетевой воды, вентиляционного оборудования, воздушно-отопительного прибора, расширительного бака. Расчет газопроводов, дымовой трубы. Расчет производственного освещения котельной.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2017Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Гидравлический расчет газопровода низкого давления. Система технологической и аварийной защиты оборудования. Охрана воздушного бассейна района.
дипломная работа [178,0 K], добавлен 15.02.2017Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010Теплотехнический расчет ограждающих частей жилого здания. Общие требования по проектированию. Удельная отопительная характеристика здания. Технико-экономическая оценка эффективности промывки системы водяного отопления. Подбор смесительного насоса.
дипломная работа [467,5 K], добавлен 10.04.2017
