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 tn /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) tx 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