Проектирование системы горячего водоснабжения жилого многоквартирного дома

2.1. Исходные данные для проектирования

Этажность здания: 5 этажей

Вариант плана здания	Схема подключения водонагревателя к тепловой сети	Система теплоснабжения	Тип разводки
20	Предвключенная	Закрытая	Нижняя

 

2.2 Описание принципиальной схемы снабжения горячей водой

 

Система горячего водоснабжения предназначена для удовлетворения гигиенических (умывание, купание) и бытовых (стирка, мойка итд) нужд населения. Бытовой называется вода, имеющая температуру t° до 75 °C. Ею снабжаются здания с постоянным проживанием людей, большинство общественно – коммунальных зданий, а также промышленные здания и сооружения с технологическими и гигиеническим потреблением горячей воды.

Система горячего водоснабжения включает в себя:

· водоподогревательную установку;

· трубопроводы для транспортировки воды к потребителям.

 

В проектируемом здании предусматривается установка следующих приборов: в ванной комнате - смесителей у ванн и умывальников, на кухне - смеситель у мойки. В ванных комнатах предусматривается установка полотенцесушителей.

При проектировании системы горячего водоснабжения на плане типового этажа обозначают водоразборные приборы (ванны, умывальники и мойки), а также полотенцесушители (в ванных комнатах). В специальных нишах или туалетных комнатах размещаются стояки горячего водоснабжения, которые обязательно нумеруются. Обозначается подводка к водоразборным приборам, а полотенцесушители подключаются к подающим (при системе с верхней разводкой) или циркуляционным (при системе с нижней разводкой) стоякам.

Трубопроводы необходимо прокладывать с уклоном не менее 2% в сторону теплового пункта, что обеспечит одновременно и удаление воздуха при водоразборе через верхние краны и слив воды в тепловой пункт. Для спуска воды из системы в нижних ее точках рекомендуется устанавливать спускники, а для выпуска воздуха в верхних – точках воздушники или водоразборные краны на верхних этажах здания.

Запорную арматуру располагают у оснований подающих и циркуляционных стояков (в подвале) и на подводках к приборам в каждую квартиру. Трубопроводы, прокладываемые в подвале и на чердаке здания, должны иметь тепловую изоляцию. Водоразборные и циркуляционные стояки выполняются без тепловой изоляции.

 

2.3 Расчет расходов воды и тепла.

 

Количество потребляемой горячей воды зависит от многих факторов: режима водопотребления (времени суток, дня недели), количества и характеристик водозаборных приборов, численности потребителей и т.д.

Согласно [3] в зависимости от степени благоустройства зданий, установлены нормы расхода горячей воды на бытовые нужды. Однако ввиду не одновременности потребления горячей воды, фактический расход воды по

трубопроводам существенно отличается от нормального. Этот расход принимается за расчетный и служит для определения диаметра трубопроводов.

Расчетные секундные расходы горячей воды, л/с, при водоразборе и на участках трубопроводов следует определять по формуле:

 

                                                               (2.1)

где g – расход воды одним водоразборным прибором, л/с, который определяется по [3, прил. 2]. Если на расчетных участках сети

установлены различные по производительности водоразборные приборы, то

значение g следует принимать по такому из них, для которого расход горячей

воды является наибольшим Для жилых домов, в которых имеются ванны, этот расход принимается по смесителю ванны, g = 0,2 л/с;

α – безразмерная величина, зависящая от общего количества N водоразборных приборов на расчетном участке сети и вероятности их действия Р в час наибольшего водопотребления, определяется по [3, прил. 4]

Вероятность действия Р водоразборных приборов определяется по формуле:

 

                      ,                          (2.2)

где gич – норма расхода горячей воды одним водоразборным прибором в

час наибольшего водопотребления, л/с, принимается по [3, прил.3]

V – количество потребителей (жителей) горячей воды, находится из выражения:

 

                   , чел.,                                  (2.3)

 

где – суммарная жилая площадь квартиры (здания),

f – норма жилой площади на 1 чел., f = 9-12,  /чел.;

N – количество приборов, обслуживающих данный участок.

 

По найденному значению Р определяется произведение NР, а затем по [3, прил. 4] находят α, а по формуле (2.1) секундный расход G. Результаты вычислений представлены в табл. 2.1.

 

 

Таблица 2.1

Расчет секундных расходов воды

Номер уч-ка	Кол-во приборов N, шт.	Кол-во потребит. V, чел.	Расход воды прибором, g, л/с	Вероятность дейст. приборов, Р	NP	α	Секундный расход на уч-ке, G л/с
1-2	1	-	0,14	0,0108	0,0108	0,2	0,2
2-3	3	4	0,2		0,0324	0,241	0,241
3-4	6	8	0,2		0,0648	0,296	0,296
4-5	9	12	0,2		0,0972	0,34	0,34
5-6	12	16	0,2		0,1296	0,378	0,378
6-7	15	20	0,2		0,162	0,412	0,412
7-8	30	30	0,2		0,324	0,553	0,553
8-9	45	35	0,2		0,486	0,669	0,669
9-10	60	40	0,2		0,648	0,772	0,772
10-ввод	90	70	0,2		0,972	0,954	0,954

 

Максимальный часовой расход, /ч, который соответствует вечернему

пику потребления горячей воды и используется при определении поверхности нагрева водоподогревателей, определяется по формуле:

 

    ,                                (2.4)

где   – коэффициент использования водоразборного прибора в час наибольшего водопотребления, принимается по прибору, для которого часовой расход воды является характерным для данного здания или группы зданий. Для жилого здания - это кран смесителя у ванны, для которого 0,28;

  – безразмерная величина, зависящая от числа приборов и вероятности

их использования в час наибольшего водопотребления Рч, определяется

аналогично α по [3, прил. 4] в зависимости от произведения NРч.

Вероятность использования водоразборных приборов вычисляется из выражения:

               ,                            (2.5)

Расход горячей воды за сутки наибольшего водопотребления (используется для определения емкости бака-аккумулятора), /сут

                  (2.6)

где     – норма расхода горячей воды за сутки наибольшего водопотребления, л/сут, [3, прил.2]

Среднесуточный расход воды, /сут, за отопительный период при расчете потребления тепла системой горячего водоснабжения

              (2.7)

где - среднесуточная норма расхода горячей воды за отопительный период л/ сут. [3, прил.2]

Часовые расходы тепла в системе горячего водоснабжения определяются

по следующим формулам, кДж/ч:

· среднечасовой (при наличии бака-аккумулятора):

,          (2.8)    

· среднечасовой за сутки наибольшего водопотребления при определении емкости бака-аккумулятора:

 ,              (2.9)

· среднечасовой за неделю или за отопительный период при расчете потребления тепла системой:

 ,          (2.10)

где γ – плотность воды, кг/ ;

с =4,9 кДж/(кг⋅К) теплоемкость воды

=55°С средняя расчетная температура горячей воды в системе;

= 5°С расчетная температура водопроводной воды в зимнее время;

-  теплопотери подающими и циркуляционными трубопроводами, кДж/ч, (принимаются соответственно 22071 кДж/ч и 1113 кДж/ч).

 

Среднечасовой расход тепла в летний период, ГДж/ч:

 

,   (2.11)

где β=0,8- коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды;

  =15°С - температура водопроводной воды в летний период.

 

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение ГДж/год:

 

  ,   (2.12)

 

где - продолжительность отопительного периода

 

Результаты вычисления расходов тепла представлены в таблице 2.2

 

	, м³/ч		,	, кДж/ч	, кДж/ч	кДж/ч	, ГДж/ч	, ГДж/ч
0,0386	2,034	8,4	7,35	3,5	107699	97135	0,0622	530

 

 

2.4 Расчет объема бака-аккумулятора

 

Переменная тепловая нагрузка системы горячего водоснабжения жилого дома усложняет эксплуатацию и вызывает удорожание оборудования, которое должно быть рассчитано на покрытие максимума тепловой нагрузки.     Для снижения начальных затрат на сооружение систем горячего водоснабжения применяются специальные аккумуляторы тепла, которые устанавливаются у абонентов или в отдельных узлах системы теплоснабжения.

 

 

 

Рис. 2.1. График расхода тепла по часам суток

 

Требуемую емкость бака-аккумулятора для выравнивания заданного

графика тепловой нагрузки удобно определять графическим методом. На основе суточного графика расхода тепла по частям строится интегральный (суммарный) график поданного и израсходованного количества теплоты.   Каждая ордината интегрального графика равна суммарному расходу тепла от начала суток до момента, соответствующего указанной ординате.   Интегральным графиком подачи, при суточном выравнивании расхода тепла, является прямая (1), соединяющая начало координат с конечной ординатой суточного интегрального графика расхода тепла.

Интегральная линия расхода тепла (2) строится на основании значений, указанных в таблице 2.3. Тепловая мощность аккумулятора Qак, требуемая для указанного выравнивания тепловой нагрузки, равна максимальной разности ординат интегральных линии подачи (1) и расхода тепла (2).

 

Таблица 2.3.

Интегральный расход тепла в течение суток

 

Часы суток	%	Часовой расход тепла, кДж/ч	Интегральный расход тепла, ГДж/ч
0-1	80	86159	0,0862
1-6	4	4308	0,1078
6-7	60	64619	0,1723
7-9	100	1077699	0,3877
9-13	140	150779	0,9908
13-16	80	86159	1,249
16-18	100	107699	1,465
18-20	120	129239	1,723
20-22	240	258478	2,24
22-23	200	215398	2,456
23-24	140	150779	2,606

 

На рис. 2.2 представлен интегральный график потребления горячей воды

 

 

 

Рис. 2.1. Интегральный график теплопотребления

1-интегральная линия подачи теплоты

2-интегральная линия потребления теплоты

Qак- тепловая нагрузка бака - аккумулятора

 

Объем бака – аккумулятора определяется по следующей формуле:

                        (2.13)

 

 

 

В системе горячего водоснабжения будем использовать 2 бака – аккумулятора, объемом по 1,5