Анализ строительных планов, состава строительных конструкций здания, видов и схемы размещения санитарно-бытовых приборов. Требования к системе отопления жилых зданий. Подбор радиаторов, гидравлический расчет системы отопления, источники водоснабжения.
Уважаемая комиссия, представляю вашему вниманию свой дипломный проект. Тема дипломной работы: «Отопление, вентиляция и водоснабжение коттеджа». Данное направление проектных и монтажных организаций, а именно, оборудование инженерными коммуникациями частных домов, коттеджей, востребовано уже не первый год.
Моей задачей было спроектировать отопление, вентиляцию и водоснабжение коттеджа.
При разработке систем необходимо учитывать то, что коттедж это здание повышенной комфортности, к коммуникациям которого предъявляются особые требования.
Анализ строительных планов, состава строительных конструкций здания, видов и схемы размещения санитарно-бытовых приборов
Объект представляет собой 4 совмещенных двухэтажных жилых домов с цоколем и чердаком. Лицевым фасадом здание обращено на запад. Планы этажей с расположением санитарно-бытовых приборов изображены на чертежах 1, 2, 3.
В цоколе находятся в основном технические помещения за исключением кинозала. Это топочная, постирочная, тех помещение, в которое входит трубопровод от наружных водопроводных сетей, кладовая и уборная. Все помещения кроме кладовой планируется отапливать, а в уборную (№004) необходимо подвести сантехнические коммуникации. Лестничная клетка обслуживает все три этажа. Топочная граничит с помещением, в которое выполнен ввод воды, что достаточно удобно.
На первом этаже находятся жилые комнаты, холл, санузел и кухня-столовая имеющая большую площадь.
На втором этаже располагаются спальни, кабинет, совмещенные санузлы и мансардное помещение.
Санузлы всех этажей расположены друг над другом.
Ниже представлен состав строительных конструкций.
Наружные стены этажей: кирпич силикатный - 250 мм;
известняк-ракушечник - 300 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Стены мансардного помещения: кирпич силикатный - 250 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Наружные стены цоколя: ж/б блок - 400 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Внутренние стены подвала: ж/б блок - 400 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Чердачное перекрытие: ж/б плита - 220 мм;
теплоизоляция URSA - 100 мм;
стяжка - 20 мм.
Сомещенная кровля: рубероид - 4 мм;
сосновые доски - 40 мм;
теплоизоляция URSA - 100 мм;
гипсокартон - 15 мм.
Полы подвала: пенопласт (?=0, 06 Вт/м. кв. ОС) ;
стяжка 20 мм.
Что касается водоснабжения, то здание имеет два источника воды. Это городской водопровод и скважина, расположенная во дворе (вода на глубине 13 м).
Помещения необходимо отапливать с помощью радиаторов и теплых полов. Требуются следующие температуры воздуха в помещениях: Совмещенные санузлы-25ОС; уборная-18 ОС; детская-22 ОС; спальни-22 ОС; кабинет и жилые комнаты-20 ОС; кухня-столовая-18 ОС; топочная-16 ОС; техпомещение-12;
кинозал-22ОС; лестничная клетка-18 ОС, что немного выше нормативных температур.
В холле, санузлах и кухне-столовой необходимо использовать теплый пол. Управление температурой теплого пола и температурой воздуха должно осуществляться из самих комнат. Система отопления должна быть двухтрубной. Радиаторы в одной комнаты должны быть, как правило, одного типа и высоты. Располагаются радиаторы в подоконных нишах. Температура греющих поверхностей радиаторов не должна превышать 80ОС, поверхности теплого пола - не выше 29 ОС.
Система вентиляции
Необходимо обеспечить механическую вентиляцию кухни-столовой, совмещенных санузлов и уборной. Вентиляция должна быть приточно-вытяжной. Оборудование будет размещаться на чердаке. Требования к оборудованию: отсутствие шума, возможность управления его работой.
Система водоснабжения
В здании требуется запроектировать систему горячего и холодного водоснабжения. Температура горячей воды 60 ОС. Подача воды должна быть бесперебойной. Требуется воспрепятствовать гидроударам. Необходима предварительная обработка воды, как химическая так и физическая. У наиболее удаленных санитарно-бытовых приборов должны быть обеспечены свободные напоры несколько больше нормативных. Требуется минимально сократить потери тепла, поэтому необходимо применить бойлер.
От всех систем требуется минимальный уровень шума, надежность, отсутствие дискомфорта при пользовании, возможность управления, нежелательны также потери тепла.
Система отопления здания
Требования к системе отопления жилых зданий
Отопление, по определению в отечественной нормативной литературе, - поддержание в закрытых помещениях нормированной оптимальной температуры со средней необеспеченностью 50 часов в год. Отличием современного отопления есть автоматическое поддержание в помещении температуры воздуха на индивидуальном уровне с целью обеспечения теплового комфорта.
Отопление осуществляют комплексом технических средств, называемым системой отопления. В ее состав входят устройства для получения, транспортирования и передачи теплоты во все обогреваемые помещения.
План
Содержание
Введение
Характеристика объекта
Анализ строительных планов, состава стороительных конструкций здания, видов и схемы размещения санитарно-бытовых приборов
Постановка задач для проектируемых коммуникаций
Система отопления здания
Требования к системе отопления жилых зданий
Теплотехнический расчет строительных конструкций здания, расчет теплопотерь, анализ полученных результатов
Выбор системы отопления
Выбор оборудования, обвязка котла, определение схемы их действия, обеспечение надежности и безопасности системы отопления
Газовое оборудование топочной, соблюдение мер безопасности
Подбор радиаторов, гидравлический расчет системы отопления, подбор диаметров
Система водоснабжения здания
Общие сведения. Требования к качеству питьевой воды
Источники водоснабжения, компоновка узла ввода воды, выбор оборудования, эксплуатация систем
Мероприятия по умягчению воды для ГВС и системы отопления
Расчетные расходы воды, гидравлический расчет систем
Система вентиляции здания
Гигиенические основы вентиляции, постановка задач перед проектируемой системой
Позитивные моменты связанные с внедрением рекуператора
Описание приточно-вытяжной установки, описание системы вентиляции, конструктивные указания
Аэродинамический расчет
Охрана труда
Задания в отрасли охраны труда
Оценка эксплуатационных особенностей рассматриваемой системы и отдельных технологических процессов
Анализ условий труда и выявление ОВПФ на объекте дипломного проектирования
Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности объекта
Разработка организационных и технических мероприятий для обеспечения безопасных условий труда
Экономический эффект внедрения рекуператора
Система показателей эффекта и эффективности
Методы оценки эффективности капиталовложений
Показатели экономической эффективности
Оценка эффективности внедрения рекуператора
Выводы
Заключение
Список литературы отопление водоснабжение
Введение
Уважаемая комиссия, представляю вашему вниманию свой дипломный проект. Тема дипломной работы: «Отопление, вентиляция и водоснабжение коттеджа». Данное направление проектных и монтажных организаций, а именно, оборудование инженерными коммуникациями частных домов, коттеджей, востребовано уже не первый год.
Моей задачей было спроектировать отопление, вентиляцию и водоснабжение коттеджа.
При разработке систем необходимо учитывать то, что коттедж это здание повышенной комфортности, к коммуникациям которого предъявляются особые требования.
Анализ строительных планов, состава строительных конструкций здания, видов и схемы размещения санитарно-бытовых приборов
Объект представляет собой 4 совмещенных двухэтажных жилых домов с цоколем и чердаком. Лицевым фасадом здание обращено на запад. Планы этажей с расположением санитарно-бытовых приборов изображены на чертежах 1, 2, 3.
В цоколе находятся в основном технические помещения за исключением кинозала. Это топочная, постирочная, тех помещение, в которое входит трубопровод от наружных водопроводных сетей, кладовая и уборная. Все помещения кроме кладовой планируется отапливать, а в уборную (№004) необходимо подвести сантехнические коммуникации. Лестничная клетка обслуживает все три этажа. Топочная граничит с помещением, в которое выполнен ввод воды, что достаточно удобно.
На первом этаже находятся жилые комнаты, холл, санузел и кухня-столовая имеющая большую площадь.
На втором этаже располагаются спальни, кабинет, совмещенные санузлы и мансардное помещение.
Санузлы всех этажей расположены друг над другом.
Ниже представлен состав строительных конструкций.
Наружные стены этажей: кирпич силикатный - 250 мм;
известняк-ракушечник - 300 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Стены мансардного помещения: кирпич силикатный - 250 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Наружные стены цоколя: ж/б блок - 400 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Внутренние стены подвала: ж/б блок - 400 мм;
утеплитель URSA- 50 мм.
Чердачное перекрытие: ж/б плита - 220 мм;
теплоизоляция URSA - 100 мм;
стяжка - 20 мм.
Сомещенная кровля: рубероид - 4 мм;
сосновые доски - 40 мм;
теплоизоляция URSA - 100 мм;
гипсокартон - 15 мм.
Полы подвала: пенопласт (?=0, 06 Вт/м. кв. ОС) ;
стяжка 20 мм.
Что касается водоснабжения, то здание имеет два источника воды. Это городской водопровод и скважина, расположенная во дворе (вода на глубине 13 м).
Помещения необходимо отапливать с помощью радиаторов и теплых полов. Требуются следующие температуры воздуха в помещениях: Совмещенные санузлы-25ОС; уборная-18 ОС; детская-22 ОС; спальни-22 ОС; кабинет и жилые комнаты-20 ОС; кухня-столовая-18 ОС; топочная-16 ОС; техпомещение-12;
кинозал-22ОС; лестничная клетка-18 ОС, что немного выше нормативных температур.
В холле, санузлах и кухне-столовой необходимо использовать теплый пол. Управление температурой теплого пола и температурой воздуха должно осуществляться из самих комнат. Система отопления должна быть двухтрубной. Радиаторы в одной комнаты должны быть, как правило, одного типа и высоты. Располагаются радиаторы в подоконных нишах. Температура греющих поверхностей радиаторов не должна превышать 80ОС, поверхности теплого пола - не выше 29 ОС.
Система вентиляции
Необходимо обеспечить механическую вентиляцию кухни-столовой, совмещенных санузлов и уборной. Вентиляция должна быть приточно-вытяжной. Оборудование будет размещаться на чердаке. Требования к оборудованию: отсутствие шума, возможность управления его работой.
Система водоснабжения
В здании требуется запроектировать систему горячего и холодного водоснабжения. Температура горячей воды 60 ОС. Подача воды должна быть бесперебойной. Требуется воспрепятствовать гидроударам. Необходима предварительная обработка воды, как химическая так и физическая. У наиболее удаленных санитарно-бытовых приборов должны быть обеспечены свободные напоры несколько больше нормативных. Требуется минимально сократить потери тепла, поэтому необходимо применить бойлер.
От всех систем требуется минимальный уровень шума, надежность, отсутствие дискомфорта при пользовании, возможность управления, нежелательны также потери тепла.
Система отопления здания
Требования к системе отопления жилых зданий
Отопление, по определению в отечественной нормативной литературе, - поддержание в закрытых помещениях нормированной оптимальной температуры со средней необеспеченностью 50 часов в год. Отличием современного отопления есть автоматическое поддержание в помещении температуры воздуха на индивидуальном уровне с целью обеспечения теплового комфорта.
Отопление осуществляют комплексом технических средств, называемым системой отопления. В ее состав входят устройства для получения, транспортирования и передачи теплоты во все обогреваемые помещения. Система отопления, как правило, обслуживается автоматизированной системы управления, которая поддерживает заданную температуру воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды.
Проектирование системы отопления для жилых зданий в наше время является немаловажной задачей. В условиях повышения требований к системам отопления и ужесточения строительных норм необходимо одновременно обеспечить максимально комфортные условия в помещениях и в то же время повысить энергосбережение в системе при минимальных затратах.
Переход в новое тысячелетие стал историческим поворотом в развитии систем водяного отопления в Украине. Основным признаком данного периода является автоматизация тепловых и гидравлических режимов на уровне потребителя, что дало возможность индивидуального автоматического поддержания желаемого теплового комфорта. Одним из главных устройств системы отопления для обеспечения теплового комфорта стал терморегулятор. Он был разработан фирмой Данфосс в 1943 году. С течением времени терморегулятор перестал быть предметом роскоши и сегодня является основным энергосберегающим устройством, которое экономит около 20% тепловой энергии.
Применение терморегуляторов является актуальной задачей в Украине, т. к. у нас на отопление и вентиляцию зданий затрачивается около 40% топливно-энергетических ресурсов. Это в несколько раз больше, чем в передовых странах мира с аналогичным климатом и составляет львиную долю импортных энергоносителей. Альтернативы энергосбережению нет. Оно должно быть изначально заложено в системы отопления и вентиляции.
Использование современных технологий, качественных теплоизолирующих материалов, улучшенного оборудования и трубопроводов для систем отопления, значительно повышают качество работы системы.
Гигиенические исследования микроклимата помещений и того, как влияют изменения его отдельных компонентов на организм человека, позволили выработать следующие требования к системам отопления: Любая система отопления должна возмещать потери тепла помещением через все наружные ограждающие конструкции здания.
Система отопления независимо от колебаний наружной температуры воздуха должна поддерживать внутри помещений установленную гигиеническими нормами температуру.
Температура внутреннего воздуха должна быть равномерной как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Температура считается равномерной, если в горизонтальном направлении от окон до противоположной стены разница температуры воздуха не превышает 2°С, а в вертикальном направлении-1 °С на каждый метр высоты.
Колебание температуры воздуха в течение суток не должно быть больше 1, 5°С.
Внутренние поверхности ограждений должны нагреваться настолько, чтобы температура их приближалась к температуре воздуха помещения и не превышала нормативной разницы температур (таблица 2 [17]).
Должна поддерживаться относительная влажность и скорость движения воздуха в пределах гигиенических норм.
Система отопления должна быть управляемой и регулируемой.
Все элементы системы отопления должны вписываться в архитектурный облик помещения.
Система отопления должна быть индустриальной в изготовлении и монтаже, экономичной в эксплуатации и безопасной в пожарном отношении.
Теплотехнический расчет строительных конструкций здания, анализ полученных результатов
Требования комфорта, предъявляемые к зданию, направлены на обеспечение во внутренних помещениях определенного температурно-влажностного режима. Оптимальное сочетание этих показателей обеспечивает нормальное физиологическое состояние людей.
Применение теплоизоляции из эффективных материалов позволяет значительно сократить расходы условного топлива, направленного на обогрев здания, тем самым, уменьшая выбросы вредных веществ в атмосферу. По этой причине во всем мире наблюдается тенденция по увеличению объемов теплоизоляционных работ.
Величина термического сопротивления ограждений, кроме остекления, должна быть такой, чтобы у людей, находящихся вблизи наружных ограждений, не увеличивался лучистый теплообмен между телом и одеждой и наружными ограждениями.
Но так как здание уже построено, то моей задачей является не обеспечение необходимой величины сопротивления теплопередаче, а проверка соответствия этих значений нормативным и получение исходных данных для расчета теплопотерь.
Расчетное термическое сопротивление должно быть не меньше требуемого термического сопротивления, которое по новым нормам составляет для стены R0тр=2, 2 м2 °С/Вт, для перекрытия R0тр=2, 7 м2 °С/Вт.
Расчетное термическое сопротивление ограждений определяется по формуле:
где RB- сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности, м2 °С/Вт;
SRT - суммарное термическое сопротивление всех материальных слоев ограждения, м2 °С/Вт;
RH - сопротивление теплоотдаче наружной поверхности, м2 °С/Вт.
где АВ - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, который равен 8, 6.
АН - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности, который равен 23.
Термическое сопротивление отдельных слоев ограждения находим по формуле:
где d - толщина слоя, м;
l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м °С.
Как уже упоминалось в разделе 1-1 наружная стена имеет следующую конструкцию штукатурка утеплитель «URSA»;
ракушечник;
кирпичная стена;
1) Термическое сопротивление наружной стены R0:
Определим коэффициент теплопередачи для стены:
В таблице 2-1 приведен расчет коэффициента теплопередачи для наружных стен и чердачного перекрытия. Для остальных ограждений процедура аналогична. Как видим значение термического сопротивления для стен и перекрытия немного ниже нормативных 2. 0<2. 2 для стены и 2. 5<2. 7 для перекрытия. То есть здание построено с отклонениями от нормативных предписаний.
2) Термическое сопротивление окон здания принимается в зависимости от назначения здания и разности температур.
4) Термическое сопротивление дверей должно быть не менее 0, 6?R0тр стены. Коэффициент теплопередачи балконных дверей принимаем равным коэффициенту теплопередачи окна КОКН.
Расчет потерь тепла в помещениях
Для того чтобы правильно подобрать отопительные приборы в помещении, необходимо знать его теплопотери. Поэтому расчет теплопотерь является одним из главных этапов проектирования системы отопления.
Для расчета используются следующие данные: планы этажей, ориентация здания на стороны света, назначение каждого помещения, место постройки здания, теплотехнический расчет наружных ограждений. Все отапливаемые помещения на плане обозначены порядковыми номерами.
Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции определяются путем суммирования основных и добавочных потерь.
QПОМ = QOCH Qв QБЫТ, где QOCH - теплопотери ограждающих конструкций, Вт: QOCH = k F (TB - TH) (1????) n, где k - коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции, Вт/ (м2К) ;
F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
ТВ - расчетная температура воздуха в помещении, ОС;
ТН - расчетная температура наружного воздуха для холодного времени года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения, ОС;
? - добавочные потери теплоты в зависимости от ориентации ограждений по отношению к странам света (рис 2. 2) ;
Рис. 2. 2 Добавочный коэффициент по сторонам света
Добавка на ориентацию ограждений по сторонам света принимают для всех наружных вертикальных и наклонных (в проекции на вертикаль) ограждений. n - коэффициент, учитывающий положение поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху принимается по таблице 3[17]; по сути, данный коэффициент показывает отношение действительной температуры, устанавливающейся в не отапливаемом помещении, к наружной температуре. n = 1 для наружных стен, окон, дверей.
Площадь наружных и внутренних ограждений при расчете теплопотерь помещений вычисляем (с точностью до 0, 1 м2), соблюдая правила обмера ограждений по планам и разрезам здания. Эти правила учитывают сложность теплопередачи на границах ограждений, предусматривая условное увеличение или уменьшение площадей для соответствия фактическим теплопотерям.
Для определения площади наружных стен (сокращенное обозначение - н. с.) измеряют (с точностью до 0, 1 м) : по планам - длину стен угловых помещений по внешней поверхности от наружных углов до осей внутренних стен, не угловых помещений - между осями внутренних стен;
по разрезам - высоту стен на цокольном этаже от уровня земли до уровня чистого пола первого этажа; на средних этажах - от поверхности пола одного этажа до поверхности пола вышележащего; на последнем этаже - от поверхности пола до верха конструкции перекрытия.
Для вычисления площади внутренних стен измеряют: по планам - длину стен от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен;
по разрезам - высоту стен от поверхности пола до поверхности потолка.
Площадь окон (сокращенное обозначение двойного окна ДО) и дверей (д) определяют по наименьшим размерам строительных проемов.
Кроме вертикальных ограждающих конструкций потери тепла осуществляются и через полы на цокольном этаже. Потери теплоты через полы, расположенные на грунте, изза сложности точного решения задачи определяем на практике упрощенным методом - по зонам-полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам (рис. 2. 3).
Рис. 2. 3 Схема к определению потерь теплоты через полы и стены, заглубленные ниже уровня земли: 1 - первая зона;
2 -вторая зона;
3 - третья зона;
4 - четвертая зона (последняя)
Приведенное сопротивление теплопередаче R, м2 ОС/Вт, отдельных зон шириной 2 м, не утепленных полов на грунте и стен ниже уровня земли, принимается равным: для 1-й зоны R1 = 2, 1; для 2-й зоны R2 = 4, 3; для 3-й зоны R3 = 8, 6; для 4-й зоны (для оставшейся площади пола) R4 = 14, 2. Основная расчетная формула при подсчете потерь теплоты QПЛ, Вт, через пол, расположенный на грунте, принимает следующий вид:
где F1, F2, F3, F4 - площади, соответственно 1, 2, 3, 4 зон-полос, м2;
R1, R2, R3, R4 - сопротивление теплопередаче отдельных зон пола, м2•?С/Вт;
К добавочным теплопотерям относятся: наличие двух и более наружных стен.
Фактор наличия двух и более наружных стен учитывается путем повышения в угловых помещениях здания расчетной температуры внутреннего воздуха на 2 ОС
Инфильтрацию в помещение наружного воздуха можно не учитывать ввиду крайне маленького ее значения.
Для всех помещений имеющих одно или больше наружных окон или дверей, учитываются затраты тепла на нагревание воздуха, врывающегося в результате открывания окон и дверей, в объеме однократного воздухообмена: Qв = 0, 337?А?h? (TB -TH), где h - высота помещения, м;
А - площадь помещения.
В нашем же случае данная величина не учитывалась в кухне, т. к. эта нагрузка возложена на систему вентиляции (см. раздел 4-1). В санузлах данная величина рассчитывалась исходя из необходимости нагревать по 80 м3/ч воздуха от температуры 18°С (эту температуру будет иметь воздух на выходе из рекуператора) до 25°С.
При определении расчетных потерь в кухне также учитывались бытовые тепловыделения QБЫТ, Вт, которые вычитаются из суммы основных и дополнительных потерь и вычисляются по формуле: Вт
Результаты расчета приведены в таблице 2-2.
Выбор системы отопления
В данной дипломной работе проектируем двухтрубную водяную систему отопления, а также систему отопления теплыми полами.
В котельной устраивается две отдельных гребенки, т. к. в каждой системе нужна своя температура воды. Горячая вода подается через стояки в разводящие трубопроводы, проходящие в полу этажей, и затем поступает в отопительные приборы либо в контуры теплого пола. Разводка в подвале выполняется под потолком. Максимальная температура подаваемого в отопительные приборы теплоносителя составляет 82°С, а для теплых полов 50°С. В отопительных приборах вода охлаждается, отдавая часть тепла через стенки приборов помещению, и по обратным стоякам и магистральным трубопроводам возвращается в котельную установку для восстановления своего теплового потенциала. Для регулирования теплоотдачи приборов у каждого из них установлен термостатический вентиль с термостатической головкой, а на каждом контуре т. п. терморегулятор. Температура теплоносителя, прошедшего все отопительные приборы, как правило, на 20 °С меньше температуры подачи, для т. п. на 10°С.
В топочной установлен расширительный сосуд (бак) на 50 л. Он предназначен для вмещения прироста объема воды при ее нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу как при заполнении системы водой, так и в период ее эксплуатации.
Отопительные прибор имеют встроенный кран Маевского, поэтому в верхних точках системы радиаторного отопления не требуется устанавливать дополнительных воздухо-стравливающих устройств. А вот в системе теплых полов на каждом контуре возле терморегулятора необходимо установить данное устройство. Также при разводке трубопроводов необходимо следить за тем, чтобы в системе не было мест, где трубопровод по ходу теплоносителя опускается вниз, т. к. в этих местах в дальнейшем будут образовываться воздушные пробки.
Для более надежного удаления воздуха, удобного спуска воды из системы отопления и в целях избежания застаивания теплоносителя в системе магистральные трубопроводы, а также ответвления от стояков к приборам и от приборов к стоякам проложены с уклоном 0, 005 по направлению движения теплоносителя.
Движение воды в данной системе происходит по замкнутому циклу: котел (источник тепла) - трубопровод горячей воды - отопительный прибор - трубопровод охлажденной воды - котел (источник тепла), и обусловлено давлением, которое возникает в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводе.
Выбор такой системы отопления для данного здания обосновывается следующими ее достоинствами: 1. Теплоноситель (вода) отвечает всем санитарно-гигиеническим требованиям, является дешевым, легко транспортируемым, регулируемым и управляемым материалом.
3. Высокая теплоемкость системы отопления, равномерный прогрев помещения.
4. Отсутствие явления пригорания пыли и неприятных запахов в связи с тем, что температура прибора меньше 80 °С.
5. Легкость регулировки и бесшумность в работе.
Но, необходимо учесть и некоторые недостатки данной системы отопления, чтобы предпринять соответствующие меры к устранению возможных неприятных последствий, как, например, срыв работы системы отопления. К этим недостаткам относится: 1. Высокая плотность теплоносителя требует создания значительных давлений в системе отопления.
2. Возможность замерзания воды и разрушения системы отопления при низких температурах.
Выбор оборудования, обвязка котла, определение схемы их действия, обеспечение надежности и безопасности системы отопления
Оборудование, закладываемое в систему отопления, должно быть особенно надежное и долговечное, потому что любой ремонт или замена элементов в жилых и бытовых помещениях влечет за собой порчу либо демонтаж дорогостоящих компонентов внутренней отделки помещений. К тому нельзя забывать о том, что коттедж это здание повышенной комфортности. Немаловажен и внешний вид составляющих систем отопления. И еще одно требование - возможность несложного управления системой. Безусловно, все это скажется на стоимости систем, ведь она всегда была прямопропорциональна качеству, но…
Ниже будут рассмотрены поочередно составляющие системы отопления.
Трубопроводы
Для разводки системы отопления были выбраны медные трубы, производства компании IMI. Преимущества медных труб над остальными неоспоримы. Они практически не подвержены основной грозе стальных систем отопления - коррозии. Соответственно вода в системе будет без ржавчины и прочих механических частиц. Срок службы медных труб около 50 лет, наряду с тем, что у пластика эта цифра обычно не превышает 15 лет. Медь имеет гораздо меньший коэффициент линейного расширения, чем сталь и тем более пластик. Медные системы проще в монтаже. Да и сами трубы куда более эстетичные, чем сталь. Но все же основное их преимущество это долговечность, что и требуется от проектируемых систем. Применяют два способа соединения медных элементов друг с другом - капиллярная пайка и зажимные соединения (что не возможно в случае использования стали). В нашем случае принят первый вариант. Помимо труб выпускается огромный ассортимент соединительных фитингов. Медные трубы выпускаются со стандартными внутренними и внешними диаметрами. А в практике используют определенный набор диаметров, это 15; 22; 28; 35; 42; 54 и др. (внешний диаметр) Изза этого цены на остальные диаметры гораздо выше. Мы также будем пользоваться данным рядом. Само собой разумеется, что при гидравлических расчетах необходимо использовать внутренний диаметр труб, поэтому приведем таблицу с данными соотношениями (2. 3)
Таблица 2. 3
Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр, мм
15 13
22 20
28 26
28 25
35 32
42 39
54 50
Радиаторы
К инсталяции предлагаются стальные панельные радиаторы Radik фирмы Korado.
Радиаторы RADIK представляют собой отопительные стальные панельные радиаторы с естественным течением воздуха вдоль их греющей поверхности.
Радиаторы производят с одинарной, сдвоенной или трехпанельной конструкцией. Для повышения тепловой мощности у некоторых типов отопительных радиаторов к внутренней (первичной) стороне греющей панели приварена дополнительная поверхность П-образного оребрения. Греющая панель отопительного радиатора RADIK изготовлена из двух штампованных листов с горизонтальными и вертикальными каналами, сваренных по периметру роликовым швом, а в местах соединения штампованных элементов - точечной сваркой методом сопротивления, стальной холоднокатаный лист толщиной 1, 25 мм, с низким содержанием углерода, соответствует классу FEPO 1 на основании EN 10130 и EN 10131. Дополнительная поверхность штампуется из стального листа толщиной 0, 5 мм и приварена точечной сваркой к вертикальным каналам панели. Эта компоновка способствует естественному течению воздуха вдоль греющей поверхности отопительного радиатора.
Каждый радиатор испытан давлением 1, 3 МПА.
Применение
Отопительные стальные радиаторы RADIK предназначены для монтажа в закрытых отопительных системах центрального отопления зданий с рабочим давлением до 1, 0 МПА, в которых в качестве теплоносителя применяется вода или водяные растворы с температурой не более 110 ОС.
Отопительные радиаторы предназначены для однотрубных и двухтрубных отопительных систем с вынужденной или естественной циркуляцией. Небольшое содержание воды в радиаторе позволяет отопительной системе гибко реагировать на потребность тепла в окружающей среде и дает возможность эффективной терморегуляции.
Приборы панельного типа рекомендуется использовать только в закрытых системах отопления, оборудованных, в частности, закрытыми расширительными сосудами.
Отопительные система должна быть заполнена теплоносителем в течении всего периода эксплуатации (что является минусом для данных О. П.), для медно-аллюминиевых О. П. это требование не обязательно. Рекомендуется при подключении трубопроводов к радиаторам использовать запорную арматуру (запорные краны, узлы нижнего подключения с перекрытием), которая позволит не допустить опорожнения радиаторов в случае слива теплоносителя из системы отопления при ремонтных и профилактических работах.
Не допускается использование радиаторов и труб системы отопления в качестве элементов электрических сетей.
Арматура
В проекте используется регулирующая арматура Heimeier. Она необходима: Во-первых, для балансировки радиаторов и контуров теплых полов между собой. На каждый радиатор устанавливается по 2 регулировочных термостатических вентиля. Верхний имеет значение kvs=0, 73. В нем предусмотрены 6 возможных настроек, что дает возможность использовать его широком диапазоне гасимых давлений. Нижний предназначен для дорегулировки. Также благодаря ему при спуске воды в системе радиатор остается заполненным водой. К верхнему крану мы подключаем термостатическую головку для регулирования температурой в помещении. О принципе действия головки нет необходимости рассказывать.
На каждом контуре теплых полов также устанавливается термостатический вентиль для балансировки и подключения термостатической головки.
При компоновке обвязки котельного оборудования на каждую ветку системы радиаторного отопления устанавливается специальный балансировочный вентиль STAD. Вентиль имеет предварительные настройки и штуцера для измерения параметров. Вентиль устанавливается на подаче какой либо ветви и соединяется импульсными трубками с обратной линией.
Для балансировки ветвей теплых полов на подачах установлены вентили с предварительной настройкой.
Котел описывается в разделе 2. 5
Бойлер
Для обеспечения жителей горячей водой был выбран бойлер емкостью 300 л. Бойлер имеет достаточную теплоизоляцию. Внутри бойлера находится магниевый анод для предотвращения выпадения солей жесткости, что немаловажно. Установка снабжена термостатом, с помощью которого можно задавать температуру горячей воды, контакты с него включаются в электрическую схему котла. Работой бойлера (точнее его насосом) управляет процессор котла.
Монтажные особенности: Трубу закрепляются в пластиковых держателях, которые в свою очередь крепятся к полу. При прокладке труб обязательно обеспечивать уклон труб по движению воды. Все трубы одеваются в теплоизоляцию. Необходимо строго соблюдать правила капиллярной пайки т. к. от этого зависит долговечность системы.
Обвязка котельного оборудования
Иллюстрация приведена на плакате № 8.
На выходе из котла располагается группа безопасности котла. Предохранительный клапан выставлен на значение 3 бара. Затем идет термометр для контроля температуры на подаче. Далее - разветвление на насос С. О. и насос бойлера, которые работают в противофазе. В обычном режиме работает первый насос, но как только водоразбор увеличивается настолько, что температура в бойлере падает ниже установленного значения, процессор котла выключает насос С. О. и включает насос бойлера. При этом тепловой режим в помещениях остается стационарным, то есть температура падает не более, чем на 3ОС. Бойлер имеет свою группу безопасности и расширительный бак, на подаче холодной воды в бойлер стоит обратный клапан по понятным соображениям. Каждый насос с обеих сторон отключается запорными кранами, один из которых имеет обратный клапан. После насоса отопления подача делится на две гребенки: теплых полов и радиаторного отопления. Подача и обратная линия второй из вышеупомянутых гребенок не обособлены, а связаны перепускным клапаном Heimeier, который установлен на значение 4 бара.
Вернемся к разветвлению после насоса С. О. С одной стороны тройника в центр которого включена основная линия лет подача радиаторной системы, с другой - обратная линия теплых полов с обратным клапаном. Противоположный тройник скомутирован наоборот, только со стороны Т. П. расположен термостатический перепускной клапан. В рабочем состоянии клапан закрыт и система обособлена от общей линии. На клапане задается желаемая температура воды в контурах полов и как только она падает ниже выставленного значения клапан открывается выпуская остывшую воду и впуская горячую до тех пор пока не сработает на повышенную температуру. Он закрывается и вода вновь циркулирует. В наивысшей точке гребенок ставим автоматический воздухоспускной клапан.
На общей обратной линии стоит термометр. Подвод общий и с бойлера оборудован обратным клапаном. На входе в котел стоит фильтр грубой очистки, что немаловажно, а также расширительный бак емкостью 50 л. После бака монтируется кран для слива системы. Вся регулирующая арматура насосы и прочие ключевые элементы обвязки монтируются на резьбовых соединениях для возможности простой их замены.
Газовое оборудование топочной, соблюдение мер безопасности
Что касается газового оборудования коттеджа, то в нем запланированы котел и газовая плита. Соответственно должен присутствовать счетчик газа. Необходимо не забывать, что данное оборудование - это источник потенциальной опасности, поэтому его проектирование и монтаж должны выполняться с особой тщательностью, согласно нормативным указаниям. В помещении требуется установить газоанализатор с запорным клапаном.
С обеих сторон газового счетчика необходимо установить запорные краны, на подводах к котлу и плите также обязательно наличие кранов. Помимо этого счетчик оборудуется байпасом. Ввод газопровода в здание и проход сквозь внутренние стены должен быть выполнен с помощью гильзы. Согласно ДБН В. 2. 5-20-2001, перед счетчиком устанавливается газовый фильтр.
Далее следует описание принятого оборудования (за исключением кухонной плиты).
Газовый счетчик
Определим максимальный расход газа для подбора счетчика.
Мощность 4-х конфорочной газовой плиты с духовым шкафом близка к 9600 ккал/ч ?11 150 Вт (Дж/сек) ? 0, 000328 м3/сек = 1, 18 м3/ч.
При работе котла на максимальную мощность (62 КВТ) и получаем расход газа 6, 56 м3/ч, а учитывая его КПД (94%) - 6, 98 м3/ч, по паспортным данным при максимальной мощности 7, 30 м3/ч.
Получаем суммарный максимальный расход 8, 5 м3/ч.
Для учета количества потребляемого газа был выбран бытовой газовый счетчик мембранного типа G-10 производства фабрики Metrix.
Качество счетчиков подтверждается сертификатами госстандартов Украины и России и соответствует международным стандартам ISO 9001 и ISO 14001. Средний срок эксплуатации приборов - не менее 25 лет. Гарантия - 5 лет.
В помещении топочной для исключения возможности взрыва и отравления угарным газом необходимо предусмотреть газоанализатор и запорный клапан на газопровод. К установке принят газоанализатор производства концерна «Росс», в который входит харьковское предприятие «Химавтоматика». Выбран газоанализатор СГБ 1-5-Е, предназначенный для объектов такого класса, а также клапан КЭМИ 1-15-12. Данный газоанализатор срабатывает по метану при достижении концентрации 20% от НКПВ, а по угарному газу при содержании в воздухе 0, 005%. Работа устройства основана на каталитическом методе измерения с помощью моста Уитстона. Действует оно следующим образом: в одно из плеч электрического моста включена спираль толщиной 20 мк, которая в рабочем состоянии раскаляется электрическим током. При попадании горючих газов вовнутрь устройства спираль выступает в роли очага воспламенения газов, вследствие чего сопротивление одного из плеч моста меняется. При этом естественно меняется и сила проходящего через него тока, что и будет импульсом, сигнализирующем о достижении заданных концентраций газов. Далее вырабатывается сигнал (12-30 В) на перекрытие запорного клапана. В клапане рабочий орган приводится в действие пружиной, которая в рабочем состоянии должна быть взведена. Немалым достоинством выбранного газоанализатора является то, что в него встроен аккумулятор, то есть при непредвиденном отключении энергии устройство продолжает работать, в то время как в анализаторах без аккумулятора это вызвало бы срабатывание клапана. При этом стоимость его всего на 20% больше стоимости моделей без аккумулятора и составляет 540 грн. Чтобы горение на спирали не послужило причиной взрыва, прибор оборудован защитой (щелевой либо сеточной), благодаря которой среда проходит только в одном направлении.
Продукция концерна «Росс» сертифицирована на Украине и прошла соответствующие испытания.
Одноконтурный газовый котел
В проекте к установке был принят напольный газовый котел итальянского производителя “Baxi S. p. A” На котлах Baxi нанесена маркировка СЕ. Котлы соответствуют требованиям изложенным в следующих нормативах: Газовый норматив 90/396/СЕЕ
Норматив по функционированию 92/42/СЕЕ
Норматив по электромагнитной совместимости 89/336/СЕЕ.
Норматив по низким напряжениям 73/23/СЕЕ
Модель выбранного котла Slim 1. 62 in. Полезная мощность 62 КВТ. При немалой мощности котел имеет небольшие размеры 1650х350х680.
Котел оборудован следующими предохранительными устройствами и функциями: автоматическое электронное зажигание;
Котел имеет возможность подключения к электронной плате комнатного термостата (котел работает на поддержание заданной температуры в диктующем помещении) либо уличного датчика температуры (котел работает по одному из трех температурных графиков заложенных с память). Помимо этого максимальной температурой воды на выходе можно управлять с панели котла.
Обеспечение отвода дымовых газов
Согласно ДБН В. 22. 5-20-2001 площадь сечения дымохода должна быть не менее площади патрубка газового прибора, присоединяемого к дымоходу. Дымоотводящий патрубок котла имеет диаметр 180 мм. Поэтому дымоход необходимо выполнить из оцинкованной стали (толщина стенки min 1 мм) в виде циллиндра диаметром 200 мм либо прямоугольного сечения 150 х 200 мм. Так как в стенах здания не был предусмотрен дымоход, то дымоотводящий канал необходимо проложить в нише во внутренней стене здания. В месте прохода канала сквозь кровлю его необходимо утеплить. Патрубок, соединяющий патрубок котла и дымоход должен быть устроен с уклоном не менее 0, 01 в сторону котла. Минимальная длина вертикального участка соединительной трубы, считая от низа патрубка котла до оси горизонтального участка трубы, равна 0, 5 м.
При изгибах необходимо проконтролировать, чтобы радиус закругления был не менее диаметра трубы. Диаметр соединительного участка также должен быть не менее 180 мм. Ниже места присоединения дымоотводящей трубы от прибора к дымоходу должен быть выполнен «карман» сечением не менее сечения дымохода и глубиной 25-30 см с люком для очистки. Канал должен быть выведен на 0, 7 м выше уровня конька кровли, так как по горизонтали он находится на расстоянии 1, 5 м от конька крыши (приложение Ж, пункт 15 [15]). Установка зонтов и насадок на канале запрещена.
Помещение вентилируется естественным образом через канал выполненный во внутренней кирпичной стене. Также должен быть оконный проем площадью не менее. Дверь должны быть подрезаны на 3 см. Минимальные размеры вентиляционного канала 250 х 250 мм (обосновано расчетом). Выход канала в помещение закрыть решеткой с неподвижными жалюзями. Минимальное отношение fж/F решетки =0, 8.
Подбор радиаторов, гидравлический расчет системы отопления, подбор диаметров
Теоретические выкладки
Гидравлический расчет системы отопления заключается в опре
Список литературы
Внедрения рекуператора окупается. Срок окупаемости дополнительных вложений - 2, 4 года, экономический эффект - 2, 544 тыс. грн.
Динамическая система оценки эффективности инвестиций
В расчетах принятые показатели: ДП - денежный поток;
Исходные данные взятые из статической системы расчетов.
Инвестиции ИВ = 2, 544 тыс. грн. Срок службы котла t=20 лет. Расчетный период - 5 лет. Норма амортизации 15%. Учетная ставка Е к = 20%.
1. Чистый дисконтный доход (ЧДД).
Денежные потоки образуются за счет экономии и дополнительных сумм на амортизацию, с учетом роста эксплутационных расходов
ДП = Ео ?А = 2, 544 0, 918 = 3, 461 тыс. грн.
Таблица 6-3
Настоящая стоимость денежных потоков, тыс. грн.
Год ИВ (-), ДП ( ) Кдт, Ек = 20% ДДП
1 2 3 4
0 -6 117 1
1 3 461 0, 833 2 884
2 3 461 0, 694 2 404
3 3 461 0, 579 2 003
4 3 461 0, 482 1 669
5 3 461 0, 402 1 391
? ДДП 10 351
ЧДД = ? ДДП - ИВ = 10, 35 - 6, 117 = 4, 234.
2. Индекс доходности (прибыльности), ИД
ИД = ? ДДП / ИВ = 10, 351 / 6, 117= 1, 69.
ИД больше единицы - проект может быть принят к реализации.
3. Период окупаемости (ПО), лет
4. Внутренняя норма доходности или прибыльности (ВНП), %
Необходимо найти такой размер учетной ставки, при которой настоящая стоимость денежного потока ДДП = 19, 24 тыс. грн. за расчетный период 5 лет будет приведена к сумме инвестиций 6, 117 тыс. грн.. (ЧДД=0). Для этого необходимо взять два значения Ед между которыми ЧДД будет равняться нулю. По сути это ставка дисконта выше которой проект будет приносить убыток.
Таблица 6-4
Расчет внутренней нормы доходности 20% 80% t ИВ (-), ДП ( ) К t (20%) ДДП t ИВ (-), ДП ( ) К t (80%) ДДП
0 -6 117 1 0 -6 117 1
1 3 461 0, 833 2 884 1 3 461 0, 556 1 923
2 3 461 0, 694 2 404 2 3 461 0, 309 1 068
3 3 461 0, 579 2 003 3 3 461 0, 171 593
4 3 461 0, 482 1 669 4 3 461 0, 095 330
5 3 461 0, 402 1 391 5 3 461 0, 053 183
? ДДП 10 351 ? ДДП 4 097
ЧДД=4 234 грн ЧДД= -2 020 грн
Формула интерполяции ставки дисконта
ВНП= Ек1 ЧДД1 (Ек 2 - Ек 1) / (ЧДД1- ЧДД2) не совсем подходит для данной цели, так как функция для определения коэф-та дисконтирования (см. рис. 6-1) имеет не линейный характер (что обязательно при использовании формул интерполяции). Данная формула значительно завышает значение ВНД. Поэтому для достоверности воспользуемся функцией электронных таблиц Exel «Подбор параметра».
В ячейке определения ЧДД задаем значение 0, изменяя значение ставки дисконта.
В моем случае получаем результат 48, 83%. Это и есть искомая величина внутренней нормы доходности.
Результаты расчета показателей эффективности для каждого варианта отдельно приведены в таблицах 6-6 и 6-7
Выводы
Внедрение рекуператора фирмы OSTBERG экономически эффективно. Проект окупается за 2, 96 года, обеспечивая возврат вложений и прибыльность инвестиций. Нельзя не отметить также позитивные экологические аспекты данного проекта вызванные экономией энергоресурсов.
В таблице 6-5 приведены технико-экономические показатели проекта, а на отдельном 14-м плакате чертежей дипломного проекта иллюстрация экономических показателей.
Таблица 6-5
Технико-экономические показатели проекта
№ Показатель Ед. изм. Колво
1 Мощность калорифера догрева КВТ 3, 0
2 Расход воздуха в рабочей точке м3/час 920
3 Напор в рабочей точке КПА 600
4 Потребляемая электрическая мощность вентилятора КВТ 0, 460
5 КПД % 80
6 Срок службы лет 10
7 Стоимость электроэнергии грн/КВТ*ч 0, 16
8 Капитальные вложения грн 6 117
9 Общая экономия грн 2 544
10 Денежный поток грн 3 461
11 Чистый дисконтированный доход грн 4 234
12 Индекс доходности 1, 69
13 Термин окупаемости лет 2, 95
14 Внутренняя норма доходности % 48, 8
Заключение
Таким образом, мною были разработаны три инженерных коммуникации здания: отопление, водоснабжение и вентиляция.
Необходимо отметить, что в зданиях такого типа, как правило, к коммуникациям предъявляются повышенные требования. Это касается в первую очередь надежности, безопасности, долговечности систем, т. к. любая замена элементов систем или их ремонт в жилых или бытовых помещениях влекут за собой работы по демонтажу, а иногда и замене, дорогостоящих составляющих интерьера и отделки помещений. Также не следует забывать об экологичности систем, отсутствии какого-либо дискомфорта при их эксплуатации, эстетичного внешнего вида и простоты в управлении. Нежелательна также инерционность систем.
Для достижения этих требований было применено надежное оборудование, использовались коррозионностойкие материалы, была предусмотрена водоподготовка. Кроме этого были использованы энергосберегающие технологии.
В экономической части был произведен расчет экономического эффекта от внедрения рекуператора.
Список литературы
“Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция” /Тихомиров К. В., Сергеенко Э. С. - М. : Стройиздат, 1991.
“Техническая теплофизика ограждающих конструкций зданий и сооружений” / Маляренко В. А. / Харьков 2001
“Справочник по теплоснабжению и вентиляции” / Р. В. Щекин, С. М. Корневский, Г. Н. Бем / Киев 1959
«Отопление” /В. Н. Богословский, А. Н. Сканави - М. : Стройиздат, 1991.
“Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление, водопровод, канализация, газоснабжение. ” В. Н. Богословский, С. Ф. Копьев и др.
“Медь в санитарно-технических установках” / Гражина Бартольд-Вишневска / пер. Игорь Заквашевски / Варшава 1997
“Оценка эффективности. ” Методические указания Бардаков В. А. -Харьков - ХГАГХ - 2003
Закон Украины «Об охране труда». К., 1992.
“Инженерные решения по охране труда в строительстве. Справочник строителя” / Под ред. Г. Г. Орлова. - М. : Стройиздат, 1985.
10 “Охрана труда в строительстве. Инженерные решения. ” Русин В. И. Киев 90г.
11 “Техника безопасности при эксплуатации строительных машин и средств малой механизации” / Спельман Е. П. / Стройиздат. 76
12 СНИП 2. 04. 05 - 91* “Отопление. Вентиляция и кондиционирование воздуха. ” /Госстрой СССР - Москва: Стройиздат. 1991.
13 СНИП 2. 01-82 “Строительная климатология и геофизика. ” Госстрой СССР - Москва: Стройиздат. 1983.
14 СНИП II-4-79 “ Естественное и искусственное освещение”
15 ДБН В. 22. 5-20-2001 “Газоснабжение”
СНИП 2. 04. 01-85 “Внутренний водопровод и канализация зданий”
17 СНИП II-3-79** “Строительная теплотехника”
18 Журнал “Рынок инсталляций” №10 2003
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
