Институт Архитектуры и строительства

УДК 697:65.011.56

Хан В.В.

Системы жизнеобеспечения населенных мест и зданий
1.008.00.00

 

 

Методические указания к разработке курсового проекта для студентов специальности

 

В.В.Хан, 2016 г.

 

ФГБОУ ВПО

«Иркутский государственный технический университет»

Институт Архитектуры и строительства

Кафедра Городского строительства и хозяйства

 

Проектирование теплового узла

 

 

Методические указания к разработке курсового проекта

для студентов

 

Направление подготовки: 08.03.01 «Строительство»

Профиль подготовки: «Городское строительство и хозяйство»

 

 

Системы жизнеобеспечения населенных мест и зданий
1.008.00.00

 

Разработал: к.т.н., доцент кафедры городского строительства и хозяйства

В.В. Хан _____________________ «_____»_______________ 2016 г.

 

 

Иркутск 2016 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1. Требования к работе. 4

2. Задание на проектирование и исходные данные. 5

2.1. Задание на проектирование. 5

4. Тепловой пункт. 7

4.3 Основные теоретические понятия. 8

Назначение. 8

Основные плюсы и минусы: 11

4.6 Функции систем теплоснабжения. 12

3. Теоретические основы и описание работы приборов учета. 13

3.1. Назначение и устройство узлов учета. 13

3.2. Метрологические характеристики теплосчетчик. 14

3.3. Принцип работы теплосчетчика. 15

4. Выбор типоразмера преобразователя расхода и определение гидравлических потерь 17

4.1. Выбор типоразмера. 17

4.2. Расчет расходов теплоносителя. 18

4.3. Расчет гидравлических потерь. 20

Литература: 23

 

Введение

В процессе выполнения курсового проекта студенты должны повторить и закрепить пройденный материал и изучить дополнительные материалы, не вошедшие в лекции. Студенты должны в процессе самостоятельной работы над решением заданий приобрести навыки:

- определения структуры систем автоматического контроля и управления инженерных систем жизнеобеспечения зданий и сооружений;

- проектирования систем учета расхода тепловой энергии и теплоносителя;

- подбора методов и средств измерений и управления;

- построения функциональных схем для систем автоматического управления.

В процессе самостоятельной работы с нормативной и технической документацией студенты должны закрепить понимание работы современных инженерных систем жизнеобеспечения зданий и сооружений.

Студенты должны научиться разбираться в работе современных датчиков расхода, температуры, давления, контроллеров, регулирующих органов; приобрести навыки с технической документацией к современным приборам и оборудованию, освоить основные нормативные документы, регламентирующие проектирование, монтаж и эксплуатацию современных средств автоматического управления.

Пособие содержит теоретические основы, задание на курсовое проектирование, список литературы, номограммы и таблицы с информацией, необходимой при выполнении расчетов.

Требования к работе

Выполненные курсовые проекты должны быть оформлены с выполнением требований, предъявляемым к проектно – конструкторской и технической документации: иметь титульный лист с указанием ВУЗа, кафедры, группы, фамилии имени и отчества исполнителя (Приложение 1); должности фамилии имени и отчества преподавателя: задание; решение и краткие выводы. При необходимости результаты должны быть оформлены в виде соответствующих таблиц, графиков и диаграмм.

2. Задание на проектирование и исходные данные

Задание на проектирование

Для объекта теплопотребления при известной тепловой нагрузке на отопление и горячее водоснабжение выполнить:

- принципиальную схему индивидуального теплового узла с системами управления расходом тепловой энергии и теплоносителя, систем регулирования температуры горячего водоснабжения;

- функциональную схему узла учета тепловой энергии и теплоносителя.

В том числе:

- дать описание работы систем управления и приборов учета, а также дать и обоснование принятых технических решений.

Провести:

- расчет максимальных расходов теплоносителя на отопление и ГВС;

- подбор расходомеров;

- монтажные схемы измерительных участков;

- схемы электрических соединений;

- расчет гидравлических потерь на измерительных участках;

- построить функциональную схему узла учета

2.1.2. Подбор и расчет регулирующих органов:

- выполнить подбор и расчет регулирующего клапана;

- выполнить монтажную схему для выбранного типоразмера.

2.2. Исходные данные. Дано:

· Тепловые нагрузки на объекте

· Система теплоснабжения -(открытая, закрытая)

· Тепловая нагрузка потребителя Qo, Qrвс., Гкал/ч.

· Диаметр трубопроводов при вводе на объект - Ду, мм

· Температурный график теплосети t_n /t₀6 (150/70) или 1 или 130/70°С.

· Для коммерческого учета потребляемой энергии предусматривается установка теплосчетчика (Марка теплосчетчика)

Варианты задания приведены в табл. 2.1

 

сходом тепловой энергии и теплоносителя, систем регулирования температуры горячего водоснабжения

Таблица	Таблица 2.1. Исходные данные для проектирования
№№	Схема присоединения	Схема организации ГВС	Нагрузка на отопление 'Qот	Нагрузка на ГВС 'Qгвс	Диаметр подводящего трубопровода 'Dyтр	Перепад давления на регулирующем клапане '∆Pркл	Перепад давления на регулируемом участке '∆Pо
Гкал/ч	Гкал/ч	мм	кгс/см2	кгс/см2
	Зависимая, элеваторная	Закрытая	0,4	0,1		0,5
	Зависимая, элеваторная	Закрытая	0,5	0,12		0,5	2,1
	Зависимая, элеваторная	Закрытая	0,3	0,06		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,4	0,08		0,5
	Независимая	открытая	0,6	0,2		0,5	2,1
	Независимая	открытая	0,6	0,12		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,5	0,06		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,4	0,06		0,5
	Независимая,	Закрытая	0,5	0,12		0,5	2,1
	Независимая	открытая	0,4	0,08		0,5
	Независимая	открытая	0,6	0,2		0,5	2,1
	Независимая	открытая	0,6	0,12		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,5	0,06		0,4	1,8
	Независимая,	Закрытая	0,4	0,06		0,5
	Независимая,	Закрытая	0,6	0,06		0,5	2,1
	Независимая,	Закрытая	0,6	0,08		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,6	0,2		0,5	2,1
	Независимая	открытая	0,6	0,12		0,4	1,8
	Независимая	открытая	0,5	0,06		0,4	1,8
	Независимая,	Закрытая	0,4	0,06		0,5
	Независимая,	Закрытая	0,6	0,06		0,5	2,1
	Независимая,	Закрытая	0,6	0,08		0,4	1,8

3. Тепловой пункт

Задание на выполнение раздела

 

1.Разработать принципиальную схему центрального теплового пункта (ЦТП).

3.Рассмотреть и раскрыть функции теплового узла и его принцип работы.

Виды тепловых пунктов

ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды ТП^[1]:

· Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельно стоящем сооружении.

· Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.

· Блочный тепловой пункт (БТП). Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.

Контроллеры

 

Микропроцессорные регуляторы – контроллеры предназначены для регулирования различных технологических параметров, например, температуры, давления, разрежения, уровня жидкости, расхода и т.п.

 

Универсальные контроллеры для решения задач управления системами теплоснабжения, отопления и вентиляциями, насосными станциями - Программируемые логические микроконтроллеры (микро-ПЛК).

 

 

l Центральный модуль S7-200 представляет собой компактное устройство и состоит из центрального процессора (CPU), источника питания и цифровых входов и выходов.

l CPU обрабатывает программу и запоминает данные для задачи автоматизации или процесса.

l Источник питания снабжает током центральное устройство и все подключенные модули расширения.

l Входы и выходы служат для управления автоматизированной системой: входы контролируют сигналы полевых приборов (например, переключателей или датчиков), а выходы управляют насосами, двигателями или другими устройствами в Вашем процессе.

l Через коммуникационный порт можно подключить к CPU устройство программирования или другие устройства. Некоторые CPU S7-200 имеют два коммуникационных порта.

l Индикаторы состояния предоставляют визуальную информацию о режиме работы CPU (RUN или STOP), текущем состоянии сигналов встроенных входов и выходов и возможных системных ошибках.

 

Центральный процессор CPU S7-200 предоставляет в распоряжение определенное количество встроенных входов и выходов. Добавление модуля расширения предоставляет дополнительные входы и выходы

 

 

 

 

Рис. 3.5. Контроллер ТРМ

 

 

 

 

Рис. 3.6. Контроллер ECL-100

 

 

А) Назначение теплосчетчика

Теплосчетчик предназначен для измерения и коммерческого учета тепловой энергии и параметров теплоносителя в закрытых и открытых системах теплоснабжения, а также для использования в автоматизированных системах учета, контроля и регулирования тепловой энергии и параметров теплоносителя.

Б) Возможности теплосчетчика

Узел учета тепловой энергии позволяет осуществить автоматическое измерение и индикацию:

-тепловой энергии Q, Гкал) и (МВт*ч)

-объема V (м)и массы М (т) в подающем и обратном трубопроводах;

-температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах;

-вычисление и индикацию температуры теплоносителя в подающем ti,

обратном ti;

и подпиточном (при необходимости) t_x трубопроводах, °С;

- разности температур ∆t в подающем и обратном трубопроводах;

-вычисление и индикацию потребляемой тепловой мощности W (Гкал/ч) и (МВт);

- времени наработки теплосчетчика Тр,(ч);

- давление в подающем Р1, обратном Р2 и Рх трубопроводах,(атм) и (МПа) -индикацию даты с указанием года, месяца, числа и времени с указанием часов, минут и секунд;

-информации о модификации счетчика, его настроечных параметрах и состоянии прибора;

Теплосчетчик имеет выходной электрический сигнал в интерфейсе RS-485, а совместно с периферийными устройствами в интерфейсе RS-232.

Прибор осуществляет архивирование информации, в том числе:

-Почасовой, посуточный и помесячный расход тепловой энергии (нарастающим итогом); расход тепловой энергии за каждый год

- Регистрацию среднечасовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых значений температуры и давления теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

- Регистрацию почасового, посуточного и помесячного объема и массы (нарастающим итогом), погодового объема и массы (за каждый год) теплоносителя протекающего в подающем и обратном трубопроводах

- Времени начала и окончания нештатных ситуаций, а также кода ошибок.

Г) Условия работы теплосчетчика

Пример:

Теплосчетчик сохраняет свои метрологические характеристики при следующих рабочих условиях:

* напряжение питания -220В переменного тока

* относительная влажность окружающего воздуха до 95% при 35 °С без конденсата влаги

- температура воздуха, окружающего измерительные блоки, от -10 до +50 °С

- давление в трубопроводе до 1,6 Мпа

Выбор типоразмера

1. Для выбора типоразмера электромагнитного ПР необходимо знать диапазон расходов теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Диапазон расходов в трубопроводе, где будет устанавливаться ПР, должен соответствовать диапазону расходов данного типоразмера ПР. Если диапазон расходов для данной системы теплопотребления укладывается в диапазон расходов нескольких типоразмеров ПР, то для обеспечения более устойчивой работы следует выбирать ПР с меньшим значением Dу. Но при этом возрастают гидравлические потери.

2. Если значение Dу выбранного типоразмера ПР меньше значения Dу трубопровода, куда предполагается устанавливать ПР, то для монтажа в трубопровод используются переходные конуса (конфузор и диффузор).

3. Определить гидравлические потери напора в системе «конфузор - ПР – диффузор», приведенной на рис.4. 1 можно по нижеприведенной методике.

Рис. 4.1. Схема трубопровода в месте установки ПР.

1 - конфузор; 2 - полнопроходная шаровая задвижка; 3 - ПР; 4 – диффузо

Заключение

 

Целью курсового проекта по дисциплине «Системы жизнеобеспечения населённых мест и зданий» является закрепление теоретических знаний, полученных обучающимися на лекционных и практических занятиях, и формирование умений самостоятельного выполнения расчета искусственного освещения жилых помещений, гидравлического расчета потерь с теплоисточника и изоляции, правильное построение схемы горячего водоснабжения и т.д.

 

В ходе выполнения данного курсового проекта я научилась рассчитывать необходимое количество осветительных приборов с учетом их световых и электротехнических характеристик при заданных размерах жилого помещения, а также построение силовых линий электроснабжения всего помещения. Приобрела навыки правильного построения независимой закрытой схемы ГВС с учетом регламента ГОСТ. Применила знания из ранее изученных дисциплин в таком задании как – «Расчет тепло потерь», построение графика гидравлического расчета и т.д.

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

 

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра «Городское строительство и хозяйство»

 

 

	Допускаю к защите
	Руководитель	В.В. Хан
		И.О.Фамилия

 

 

Проектирование систем жизнеобеспечения зданий.

наименование проекта

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

 

Системы жизнеобеспечения населенных мест и зданий
1.008.00.00	ПЗ
наименование дисциплины

 

 

Выполнил студент группы	ГСХб-14-2
	шифр	подпись	И.О. Фамилия
Нормоконтроль					В.В.Хан
	подпись	И.О. Фамилия
Курсовая работа защищена с оценкой

 

УДК 697:65.011.56

Хан В.В.

Системы жизнеобеспечения населенных мест и зданий
1.008.00.00

 

 

Методические указания к разработке курсового проекта для студентов специальности

 

В.В.Хан, 2016 г.

 

ФГБОУ ВПО

«Иркутский государственный технический университет»

Институт Архитектуры и строительства