Теплоснабжение индивидуального жилого дома в городе Тверь

.Коэффициент теплоотдачи от пластины к нагреваемой воде:,.Вычисляем коэффициент теплопередачи:,- коэффициент теплопроводности стали пластины, - толщина пластины, – коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи под влиянием термического сопротивления слоя накипи и других загрязнений на поверхности пластины.Требуемая теплообменная поверхность аппарата:.Число рабочих пластин по расчету:, принимаем к установке 20 рабочих и 2 концевые пластины.Теплообменный аппарат системы отопления.Необходимая расчетная тепловаямощность аппарата:(с учетом тепловых потерь в сети).Температура нагревающей воды передаппаратом.Температура греющейся воды перед аппаратом.Температура нагревающей воды после аппарата.Температура греющейся воды после аппарата.Теплофизические свойства горячего теплоносителя при его средней температуре::Плотность .Удельная теплоемкость .Коэффициент теплопроводности .Коэффициент кинематическойвязкости.Теплофизические свойства холодного теплоносителя при его средней температуре:Плотность .Удельная теплоемкость .Коэффициент теплопроводности .Кинематическая вязкость .На основании необходимой мощности аппаратавыбираем тип пластин НН№04. Пластины выполнены из нержавеющая стали.Теплообменная поверхность каждой пластины F1=0,04м2. Площадь сечения каждого канала f’=0,00075м2. Расчетный эквивалентный диаметр канала между пластинами dэ=0,006м. Длина канала (приведенная) Lп=0,8м. Коэффициент теплопроводности стали пластины.Толщина металлапластины .Массовый расход горячего теплоносителя:,Объемныйрасход горячего теплоносителя:.Массовый расход холодного теплоносителя:,Объемныйрасход холодного теплоносителя:.Рассчитаем при противоточном движении средний логарифмический температурный напор потоков теплоносителей., °С – средне логарифмический температурный напор.Для вычисленияскорости принимаем:коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к пластине:,среднюю температуру стенки., тогдаПо рассчитанной скорости горячего теплоносителявычисляем требуемое число каналов по холодному теплоносителю:.Принимаем .Используем симметричную компоновку аппарата, значит, .Суммарное живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды:.Вычисляем фактические скорости теплоносителей:Вычислим коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к пластине:,где – коэффициент зависящий от типа пластин..Коэффициент теплоотдачи от пластины к нагреваемой воде:,.Вычисляем коэффициент теплопередачи:,– коэффициенттеплопроводности стали пластины, – толщинапластины, – коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи под влиянием термического сопротивления слоя накипи и других загрязнений на поверхности пластины.Требуемая теплообменная поверхность аппарата:.Число рабочих пластин по расчету:, принимаем к установке 26пластин.Принимаетсяаппарат НН№04, 26 пластин, выпускаемый фирмой Ридан.Насос циркуляционный системы отопления здания.Марка IL-E 50/190-11/2[23].Характеристики: расход 2 м3/ч, напор 10 м вод. ст. (с учетом высоты системы), мощность двигателя 11 кВт.Насос циркуляции ГВС. МаркаStratosMAXO 80/0,5-16 PN10-R7 [23]. Один рабочий, один резервный. Характеристики: расход 1,7 м3/ч, напор 12 м вод. ст., мощность двигателя 1,645 кВт.Рис 9 Размеры насоса IL-E 50/190-11/2Рис.10 Характеристики насоса циркуляции системы отопления IL-E 50/190-11/2Рис 11Размеры насоса StratosMAXO 80/0,5-16 PN10-R7Насос циркуляционный сетевой воды.МаркаTOP-S 25/5 EMPN6/10.Один рабочий, один резервный.Характеристики: расход 1,063 м3/ч, напор 3,736 м вод. ст., мощность двигателя 0,09 кВт.Рис.12Характеристика насоса StratosMAXO 80/0,5-16 PN10-R7Рис.13 Размеры насоса TOP-S 25/5 EMPN6/10Рисю14 Характеристики насоса TOP-S 25/5 EMPN6/10Подпиточный насос.Марка SV 413F22T. Характеристики: расход 3.0 м3/ч, напор 9,5 м вод.ст., мощность двигателя 2,2 кВт.Дренажный насос.Марка DOMO 15VXT. Один рабочий, один резервный.Характеристики: расход 12 м3/ч, напор 6 м вод.ст., мощность двигателя 1,1 кВт.В индивидуальных тепловых пунктах должна обеспечиваться защита всего установленного оборудования (автоматика безопасности), автоматическое регулирование, контроль, сигнализация и управление всеми без исключения технологическими процессами теплопункта.6АСУ ИТПРегулирование температуры воды ГВС в течение зимнего сезона обеспечивают регуляторы ECL Comfort 200 и ECL Comfort 300 производства «Данфосс», которые обеспечивают [24, 25]: непрерывное поддержание заданного температурного режима систем вентиляции и отопления в зависимости от температуры уличного воздуха; поддержание постоянной температуры воды на ГВС при переменном водоразборе у потребителей;ночное уменьшение температуры воды в системе отопления (при необходимости).В индивидуальных теплопунктах подачу теплоты требуется регулировать таким образом, чтобы теплота, производимая теплогенерирующим источником, шла полностью на покрытие потребностей потребителей. Регулирование тепловой мощности может выполняться тремя способами: количественным, качественным и качественно-количественным.При использовании качественного метода регулирования изменяют температуру воды, которая отпускается потребителям при постоянном ее расходе. При применении количественного регулирования изменяется расход воды при постоянной температуре. Если регулирование качественно-количественное, то изменению подлежать и температура, и расход. В рассматриваемом индивидуальном теплопункте регулирование теплоснабжения потребителей осуществляется качественно-количественным способом.Автоматизация объекта обеспечивает его работу без непрерывно присутствующего обслуживающего персонала. Контроля и учет параметров теплоносителя возможен дистанционно или периодически.Для подключения и управления эксплуатацией электрооборудования ИТП предусмотрен шкаф автоматического управления (ШАУ ИТП).Все электрические подключения индивидуального теплового пункта осуществляются от вводного распределительного шкафа, находящегося в помещении индивидуального теплового пункта. Полное выключение электропитания теплопункта может быть осуществлено оператором с использованием главного рубильника на вводе, расположенного в распределительном шкафу. Защитное заземление электрооборудования оборудовано в шкафу управления.Предусмотрена защита двигателей насосов от неверного чередования фаз с применением реле контроля фаз. Имеется сигнализация состояния электрооборудования на правильное чередование фаз в электрической сети и наличие напряжения на вводе (желтая лампа выведена на лицевой части шкафа управления теплопункта).В схему сигнализации включено обозначение аварии сети, которая происходит при отсутствии одной из фаз, их неправильном чередовании (красная лампа выведена на лицевой части шкафа управления теплопункта).Система автоматического регулирования предусмотривает управление двумя насосами циркуляции горячего водоснабжения. Эти насосы запускаются только в ручную.Электрооборудование защищено от перегрузки двигателей насосов, от токов короткого замыкания с помощью автоматических термомагнитных выключателей.7Технико-экономические показателиКапитальные затраты на сооружение системы отопления, горячего водоснабжения и индивидуального теплопункта рассчитаем в форме таблиц №7.Капитальныезатраты на оборудование системы отопленияТаблица 7№ п/пНаименование затратЦена единицы, руб.Кол-воСтоимость, тыс. руб.1Радиаторы алюминиевые19502344,8526002667,6032502065,0039001350,70455029,102Трубы металлопластиковыеø3243032618,06ø2031086441,85ø1615239829,793Фитинги (ориентировочно)тройники40222490,05угольники2129620,354Клапаны воздушные781128,745Кран шаровыйd3242920,866Кран шаровыйd202365613,227Кран шаровыйd162148417,988Переходник35262,11Заглушка3028425,37Итого по оборудованию, тыс. руб.:505,62Затраты на доставку материалов и оборудования (ориентировочно 5% от стоимости), тыс. руб.25,28Затраты на монтаж, пуск и наладку системы (ориентировочно 25% от стоимости), тыс. руб.126,40Итого по отоплению, тыс. руб.:657,30Общие капитальные затраты на оборудование системы отопления жилого дома 657,3 тыс. руб.Капитальныезатраты на оборудование системы горячего водоснабженияТаблица 8№ п/пНаименование затратЦена единицы, руб.Кол-воСтоимость, тыс. руб.1Трубы металлопластиковыеø324303515,05ø2031021065,10ø16152609,122Подводки к сантехническим приборам1917814,90Итого по оборудованию, тыс. руб.:104,17Затраты на доставку материалов и оборудования (ориентировочно 5% от стоимости), тыс. руб.5,21Затраты на монтаж, пуск и наладку системы (ориентировочно 25% от стоимости), тыс. руб.26,04Итого по системе горячего водоснабжения, тыс. руб.:135,42Общие капитальные затраты на оборудование системы горячего водоснабжения жилого дома 135,42 тыс. руб.Капитальныезатраты на оборудование индивидуального теплопунктаТаблица 9№ п/пНаименование показателяЦена единицы, руб.Кол-воСтоимость, тыс. руб.1Теплообменник НН№04 (20 пл.)624002124,802Теплообменник НН№04 (26 пл.)811202162,243Насос IL-E 50/190-11/24504432900,894Насос Stratos MAXO 80/0,5-16 PN10-R72934002286,805Насос TOP-S 25/5 EM PN6/1034091268,186Насос SV 413F22T1680001336,007Насос Domo 15VXT1049221209,848Приборы КИП и А (комплект)5280001528,009Прочее оборудование 10%261,6810Трубопроводы ИТП 25%654,19Итого по оборудованию, тыс. руб.:3532,62Затраты на доставку материалов и оборудования (ориентировочно 5% от стоимости), тыс. руб.176,63Затраты на монтаж, пуск и наладку системы (ориентировочно 25% от стоимости), тыс. руб.883,16Итого по системе горячего водоснабжения, тыс. руб.:4592,41Общие капитальные затраты на оборудование индивидуального теплового пункта жилого дома 4592,41 тыс. руб.Величинасуммарных капиталовложений в реконструкцию составит:Годовой расход воды на подпитку:Годовой расход электроэнергии на функционирование ИТП:.Тариф на электрическую энергию для города Тверь[28]: .Тариф на воду для города Тверь: .Издержки на электроэнергию:.Издержки на водоснабжение:Издержки на ремонт, содержание и эксплуатацию оборудования.общие издержки на амортизацию за год, тыс. руб./год.общие издержки на ремонт за год, тыс. руб./год..a – годоваянорма амортизационных отчисленийИздержки на прочие нужды.Общие издержки..Себестоимость трансформации теплоты на индивидуальном тепловом пункте жилого дома вычисляется по формуле [29,30]:,.Себестоимость трансформации теплоты составит 220 руб./Гкал, наибольшие затраты имеют место на электроэнергию, потребляемую приводами насосов.ЗаключениеВ выпускной квалификационной работе выполненареконструкция теплоснабжения жилого трехэтажного дома, расположенного в городе Тверь.Рассчитаны теплотехнические характеристики ограждающих конструкций, утепление стен соответствует нормам тепловой защиты зданий.Подобрано число секций отопительных приборов для каждого помещения жилого дома. Мощность системы отопления дома составит 54,2 кВт. Выполнена расстановка отопительных приборов, составлена схема системы отопления дома. Выполнен гидравлический расчет системы отопления, расчетные потери давления составят 0,85 м. вод. ст.Рассчитаны расходы воды и потребность в тепловой энергии на ее нагрев в системе горячего водоснабжения. Выполнен расчет тепловой схемы индивидуального теплового пункта, подобрано оборудование теплового пункта. Рассчитаны технико-экономические показатели индивидуального теплового пункта.Принятый к установке тепловой пункт является полностью автоматизированным. Система теплоснабжения жилого дома надежно и бесперебойно обеспечит тепловой энергией системы отопления и горячего водоснабжения жилого дома.Список использованной литературыСП 131.13330.2020. Строительная климатологияСП 50.13330.2012. Тепловая защита зданияСибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: учебное пособие для сред.проф. образования / Ю.Д. Сибикин – М.: Издательский центр «Академия», 2016 – 304 с. ТСН 23-324-2005* Энергосберегающая теплозащита жилых и общественных зданий/ Госстрой России. – М.:ГУП ЦПП, 2006.-52с.Фокин С.В. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: устройство, монтаж и эксплуатация: учебное пособие / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько. – М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2014.- 368 с. СП 60.13330.2020. Отопление, вентиляция и кондиционированиеГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1999Radiator-termal.ru: сайт. – 2024. – URL: http://radiator-termal.ru/ (дата обращения 31.03.2024)Белецкий Б.Ф. Санитарно-техническое оборудование зданий.- Ростов-на-Дону.: Феникс, 2010.Краснов В.И. Реконструкция трубопроводных инженерных сетей и сооружений. – М.: Инфра – М, 2011. Сканави А.И., Махов Л.И. Отопление. – М.: Издательство АСВ, 2012СП 41-102-98 Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1999.-29с.Богословский В.Н. Отопление. – М.: Издательство АСВ, 2012.-735с.Малявина Е.Г. Теплопотери здания - М.: Издательство «АВОК-ПРЕСС», 2007.Варфоломеев Ю.М. Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети. – М.: Из-дательство «ИНФРА» – М.: 2005. - 480с.Крупнов Б.А. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье. – М.: Издательство АСВ, 2002.- 90с.СП 30.13330.2020 Внутренний водопровод и канализация зданийСП 510.1325800.2022 Тепловые пункты и системы внутреннего теплоснабженияСП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов: утв. постановлением Госстроя России 14.01.97. − Изд. офиц.- М.: ГП ЦПП, 1997. − 79 с.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоатомиздат, 1989Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергия, 1980.Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочное пособие/ под ред. Богуславского Л.Д. –М.: Издательство «Стройиздат», 1990. – 380 с.Wilo-select.com: сайт. – 2024. – URL: https://ru.wilo-select.com/(дата обращения 31.03.2024)Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. – М.: Издательство НЦ «ЭНАС», 2003.-56с.Рабочих М. В. Инновационные технологии в теплоснабжении // Экономика и социум. 2021. №12-2 (91).Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. «Энергоэффективные здания». М.: Издательство «АВОК – ПРЕСС», 2003.-200с.Рекомендации АВОК. Рекомендации по оценке экономической эффективности инвестиционного проекта теплоснабжения. Общие положения; АВОК-ПРЕСС - М., 2012.Тver24.com: сайт. – 2020. – URL:https://tver24.com (дата обращения 31.03.2024).СП 124.13330.2012. Тепловые сетиЧачин А. В. Повышение энергетической эффективности теплоснабжения // Вестник магистратуры. 2021. №1-5 (112).Приложение 1 Планы домаРис.15 План первого этажа с системой отопления и горячего водоснабженияРис.16 План второго этажа с системой отопления и горячего водоснабженияРис.17 План третьего этажа с системой отопления и горячего водоснабженияРис.18План подвала с системой отопления и горячего водоснабженияПриложение 2 Аксонометрическая схема системы отопленияРис.19 Аксонометрическая схема системы отопленияПриложение 3 Тепловая схема индивидуального теплового пунктаРис. 20 Тепловая схема индивидуального теплового пункта жилого домаПриложение 4 Схема автоматизации индивидуального теплового пунктаРис.21 Схема автоматизации индивидуального теплового пункта жилого дома