Отопление, вентиляция и водоснабжение коттеджа

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

Введение

Раздел 1. Характеристика объекта

1.1 Анализ строительных планов, состава стороительных конструкций здания, видов и схемы размещения санитарно-бытовых приборов

1.2 Постановка задач для проектируемых коммуникаций

Раздел 2. Система отопления здания

2.1 Требования к системе отопления жилых зданий

2.2 Теплотехнический расчет строительных конструкций здания, расчет теплопотерь, анализ полученных результатов

2.3 Выбор системы отопления

2.4 Выбор оборудования, обвязка котла, определение схемы их действия, обеспечение надёжности и безопасности системы отопления

2.5 Газовое оборудование топочной, соблюдение мер безопасности

2.6 Подбор радиаторов, гидравлический расчет системы отопления, подбор диаметров

Раздел 3. Система водоснабжения здания

3.1 Общие сведения. Требования к качеству питьевой воды

3.2 Источники водоснабжения, компоновка узла ввода воды, выбор оборудования, эксплуатация систем

3.3 Мероприятия по умягчению воды для ГВС и системы отопления

3.4 Расчетные расходы воды, гидравлический расчет систем

Раздел 4. Система вентиляции здания

4.1 Гигиенические основы вентиляции, постановка задач перед проектируемой системой

4.2 Позитивные моменты связанные с внедрением рекуператора

4.3 Описание приточно-вытяжной установки, описание системы вентиляции, конструктивные указания

4.4 Аэродинамический расчет

Раздел 5. Охрана труда

5.1 Задания в отрасли охраны труда

5.2 Оценка эксплуатационных особенностей рассматриваемой системы и отдельных технологических процессов

5.3 Анализ условий труда и выявление ОВПФ на объекте дипломного проектирования

5.4 Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности объекта

5.5 Разработка организационных и технических мероприятий для обеспечения безопасных условий труда

5.6 Выводы

Раздел 6. Экономический эффект внедрения рекуператора

6.1 Система показателей эффекта и эффективности

6.2 Методы оценки эффективности капиталовложений

6.3 Показатели экономической эффективности

6.4 Оценка эффективности внедрения рекуператора

6.5 Выводы

Заключение

Список литературы

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.

Раздел I. Характеристика объекта

1.1 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.

Схемы размещения санитарно-бытовых приборов

Рис. 1-1

Рис.1-2



Рис.1-3

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 (л=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).

1.2 Постановка задач для проектируемых коммуникаций

Система отопления

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.

Раздел II. Система отопления здания

2.1 Требования к системе отопления жилых зданий

отопление вентиляция водоснабжение коттедж

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 её 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.

2.2 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 RВ- сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности, м2 °С/Вт;

RT - суммарное термическое сопротивление всех материальных слоев ограждения, м2 °С/Вт;

RH - сопротивление теплоотдаче наружной поверхности, м2 С/Вт.

где В - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, который равен 8,6.

Н - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности, который равен 23.

Термическое сопротивление отдельных слоев ограждения находим по формуле:

где - толщина слоя, м;

- коэффициент теплопроводности материала, Вт/м °С.

Как уже упоминалось в разделе 1-1 наружная стена имеет следующую конструкцию

Рис 2.1

1- штукатурка

2- утеплитель "URSA";

3- ракушечник;

4- 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 0,6R0тр 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 = QОСН+ Qв+ QБЫТ

где QОСН - теплопотери ограждающих конструкций, Вт:

QОСН = k F (tВ - tН)(1+--Sb--) n,

где k - коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции, Вт/(м2К);

F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

tВ - расчетная температура воздуха в помещении, оС;

tН - 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;

b - 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, из-за 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 = 0,337Аh ( tВ -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.

2.3 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.

2.4 Выбор оборудования, обвязка котла, определение схемы их действия, обеспечение надёжности 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) Из-за 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 даёт 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 ёмкостью 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.

2.5 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.

Основные характеристики счетчика

Характеристика	Количество
Номинальный расход Qn, м3/ч	10
Минимальный расход Qmin, м3/ч	0,1
Максимальный расход Qmax, м3/ч	16
Пусковой порог, дм3/ч	13
Максимальная емкость измерительных камер V, дм3	5
Допустимая относительная ошибка измерений, % (в интервале Qmin - 2* Qmin)	3
Допустимая относительная ошибка измерений, % (в интервале 2* Qmin - Qmax)	2
Максимальное рабочее давление, кПа	10
Емкость счетного механизма, м3	99 999,999
Межповерочный интервал, лет	5
Масса, кг	6,8

Газоанализатор

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;

· регулятор температуры воды контура отопления;

· электронная модуляция пламени;

· термостат отходящих газов;

· термостат перегрева;

· постциркуляция насоса;

· защита от замерзания по контуру отопления;

· разблокировка насосов;

· фильтр от радиопомех;

· предохранительный гидравлический клапан контура отопления.

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.

2.6 Подбор радиаторов, гидравлический расчет системы отопления, подбор диаметров

Теоретические выкладки

Гидравлический расчет системы отопления заключается в определении диаметров трубопроводов при известных нагрузках теплового потока и располагаемом перепаде давлений теплоносителя на вводе.

Как известно из гидравлики, при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери на преодоление сопротивления двух видов - трения и местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся тройники, крестовины, отводы, вентили, краны, нагревательные приборы и т.д. Это можно выразить формулой:

где PС.О. потери давления в системе отопления, (Па);

PДЛ потери давления по длине, (Па);

PМС потери давления на местное сопротивление, (Па).

Потери давления на преодоление трения на участке с постоянным расходом движущейся среды (воды) и неизменным диаметром определяются по формуле:

,

где R удельные потери давления на трение на 1 м трубопровода, Па/м;

l длина участка, м;

л коэффициент гидравлического трения. Определяется по различным формулам, в зависимости от числа Рейнольдса.

Pд -динамическое давление, зависящее от скорости движения теплоносителя по трубам и от плотности.

Потери давления на преодоление местных сопротивлений определяется по формуле:

где сумма коэффициентов местных сопротивлений,

Тепловая нагрузка на отопительный прибор определяется следующим образом:

Коэффициент 1,07 учитывает расположение прибора ( в нашем случае в нишах)

Для подбора диаметра трубопроводов необходимо знать количество воды G, кг/ч, протекающий по каждому расчетному участку циркуляционного кольца. Величина G определяется по формуле:

где t разность температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Для двухтрубной низкотемпературной системы t = 70-55 =15°С.

Окончательные потери давления при гидравлическом расчете системы отопления берутся с 10%-ным запасом на неучтенные сопротивления.

Расчет системы отопления ведем с помощью специально разработанной для этих целей программы Danfoss C.O.

Общая характеристика программы

Программа предназначена для графической помощи при проектировании новых одно - и двухтрубных систем центрального отопления, регулировании существующих систем (например, в утепленных зданиях), а также при проектировании сети трубопроводов в системах охлаждения с возможностью применения гликоля как холодоносителя.

Расчеты систем могут быть выполнены в следующих вариантах:

1. проектирование новых систем на основе подбора трубопроводов, отопительных приборов, арматуры и предварительных настроек;

2. регулирование существующих систем на основе подбора мощности имеющихся отопительных приборов для нужд отапливаемых помещений;

3. проектирование новых фрагментов оборудования систем и регулирование имеющихся фрагментов. Это объединение двух предыдущих вариантов.

Во всех вариантах расчетов программа подбирает настройки арматуры с предварительной регулировкой.

Система центрального отопления должна осуществляться при следующих условиях:

- система с принудительной подачей (с помощью насоса),

- двухтрубная или однотрубная система трубопроводов

- теплоносителем или холодоносителем может быть вода, или водный раствор гликоля этиленового или пропиленового

- разводка нижняя, верхняя либо смешанная,

- отопительные приборы конвекционные,

- подпольные отопительные приборы (подпольное отопление).

- автоматические воздуховыпускные вентили (не может быть сети стравливающей воздух),

- обычные либо термостатические вентили для отопительных приборов,

- предварительная регулировка при помощи вентилей с предварительной настройкой либо шайб,

- стабилизация разницы давления с помощью стабилизаторов давления,

- возможность применения регуляторов расхода,

- широкий диапазон типов труб, отопительных приборов и арматуры,

- максимальное число типов труб в оборудовании - выбраны 4 типа из всех доступных в каталоге.

Ввод данных

Данные вводятся в графической форме на схеме. Необходимая информация об нарисованных элементах вводится в таблицы, связанные со схемой. Благодаря этому существует возможность правки как одиночных трубопроводов, отопительных приборов, арматуры, так и целых выделенных групп.

С каждым вводимым элементом связана система контроля за правильностью, а также справочная система, позволяющая получить информацию о вводимой величине или вызывающая соответствующие каталожные данные.

С целью улучшения ввода данных программа снабжена:

- возможностью одновременного редактирования большого числа элементов оборудования,

- возможностью пользоваться готовыми блоками,

- функцией размножения произвольных фрагментов рисунка по горизонтали (системы поквартирные) и по вертикали (традиционная вертикальная разводка) с одновременной нумерацией помещений и участков,

- возможностью определения неограниченного числа собственных блоков, состоящих из произвольных фрагментов рисунка,

- быстрым доступом к справочной информации, связанной с вводимыми величинами.

- системой раскрывающихся кнопок, улучшающей доступ к наиболее часто используемым элементам оборудования,

- функцией динамичного связывания данных рисунка с соответствующими данными в таблице,

- справочной системой помощи, поддерживающей соединение трубопроводов, арматуры, отопительных приборов и других элементов оборудования.

Благодаря графическому вводу данных, программа автоматически распознает подсоединение трубопроводов, отопительных приборов и арматуры, а также приписывает трубопроводы, отопительные приборы к зоне помещения.

Редактирование данных в табличной форме дает возможность для индивидуальной установки параметров всех одновременно выделенных элементов рисунка. Динамическая связь рисунка с таблицами данных действует так, что актуально редактируемый в таблице элемент будет выделен на схеме.

Поставляемая с программой библиотека типовых фрагментов рисунка (блоков) таких как этажестояк, элементов поквартирной и распределительной разводки, дает возможность быстро создавать схему. Дополнительно пользователь может заранее определять практически неограниченное число собственных блоков, состоящих из произвольных фрагментов рисунка. Такие блоки могут быть использованы в последующих проектах.

Благодаря функции размножения произвольных элементов рисунка, например, можно вводить фрагмент схемы оборудования на целом этаже (очередные стояки или поквартирная разводка), а затем автоматически создавать схему и данные для последующих этажей.

Гидравлические расчеты

Программа предоставляет возможность для выполнения полностью всех гидравлических расчетов системы, в рамках которых:

- подбираются диаметры трубопроводов,

- определяются гидравлические сопротивления циркуляционных колец, с учетом гравитационного давления, связанного с охлаждением воды в трубопроводах и потребителях тепла,

- определяются потери давления в системе,

- уменьшается избыток давления в циркуляционных кольцах путем подбора предварительных настроек вентилей с двойной регулировкой либо подбором диаметра отверстий дроссельных шайб,

- учитывается необходимость соответствия гидравлического сопротивления участка с потребителем тепла(dPgmin),

- подбираются настройки регуляторов разницы давления, устанавливаемых в местах выбранных проектировщиком ( основание стояков, разветвления и т.д.),

- учитываются требуемые авторитеты термостатических вентилей,

- анализируется расход воды в проектируемом оборудовании.

Тепловые расчеты

В рамках тепловых расчетов программа реализует следующие функции:

- определяются теплопоступления от трубопроводов оборудования, проведенных через отдельные помещения,

- рассчитывается охлаждение теплоносителя в трубопроводах,

- определяются величины отопительных приборов,

- подбираются соответствующие потоки теплоносителя на подаче к имеющимся потребителям тепла, принимая во внимание его охлаждение в трубопроводах, а также теплопоступления от трубопроводов. Программа не корректирует поток воды, подходящей к отопительным приборам, в однотрубной системе.

- учитывается воздействие охлаждения в трубопроводах на величину гравитационного давления в циркуляционных кольцах, а также на мощность потребителей тепла.

Контроль данных и итогов расчетов

Во время ввода данных программа проводит текущий контроль за их правильностью. Это позволяет значительно ограничить число ошибок, возникающих при вводе данных. В процессе расчетов проводится полный контроль корректности данных, который включает в себя:

- проверку правильности рисунка,

- проверку диапазона отдельных данных (номера - символы помещений, трубопроводов, каталожные символы и т.д.),

- контроль за соединением участков в оборудовании (неподключенные трубопроводы, неправильное соединение трубопроводов и т.д.),

- проверку связи отопительных приборов с помещениями (отсутствие отопительного прибора в помещении, ненужный отопительный прибор и т.д.),

- проверку правильности размещения арматуры.

Кроме этого, в итогах расчетов проверяются :

- скорость потока теплоносителя в трубопроводах,

- дефицит и избыток тепловой мощности отопительных приборов и помещений,

- авторитеты термостатических вентилей,

- отсутствие давления в циркуляционных кольцах, вызванное отсутствием или недостатком регулирующей арматуры.

В результате контроля данных и итогов расчетов создается список обнаруженных ошибок, в котором содержится информация о типах ошибок и о месте их возникновения.

Программа снабжена механизмом быстрого поиска места, в котором появилась ошибка (автоматический поиск таблицы, строки и столбца с ошибочными данными, а также показ ошибочного элемента на схеме).

Представление итогов

Итоги расчетов представлены как в графической, так и в табличной формах. Формат рисунка и внешний вид этикеток отдельных элементов оборудования может быть произвольно модифицирован (выбор демонстрируемой величины, цвет, размер шрифта и т.д.). В версии 3.0. имеется новая возможность нанесения итогов расчетов на поэтажные планы.

Итоги расчетов в виде схемы и планов могут быть распечатаны на плоттере или принтере. Пользователь может выбрать масштаб рисунка и воспользоваться предварительным просмотром , чтобы проверить, как схема или план будет распечатана на бумаге. В случае, если рисунок не помещается на одном листе бумаги, то программа печатает схему или план отдельными фрагментами, которые потом можно склеить в одно целое. Благодаря этому, используя даже самый простой принтер в формате А4, можно получить большой рисунок.

Таблицы с итогами расчетов могут быть как распечатаны, так и перенесены в другие программы, работающие в среде Windows (программа калькулятор, текстовый редактор и т.д.). Функция предварительного просмотра таблиц позволяет просмотреть внешний вид страниц перед распечатыванием на принтере.

На мой взгляд, программа является очень удобной и существенно сокращает сроки расчетов. При перерасчете нужно всего лишь откорректировать изменившиеся данные.

Итоги расчета системы

Подбор отопительных приборов осуществлялся исходя из расчетных теплопотерь помещений. Для определения нагрузки на радиаторы из значения теплопотерь отнималась предполагаемая теплоотдача теплых полов. Она, в свою очередь, определялась следующим образом: площадь теплого пола в тех помещениях, где он проектировался, ограничивалась лишь местом необходимым для установки санитарно-бытовых приборов и мебели. Вся оставшаяся площадь умножалась на удельную теплоотдачу пола (88 Вт/м2, значение определенно программой для заданного набора материалов и конструкций, а также параметров теплоносителя), в результате мы получали полную теплоотдачу теплых полов.

При выборе конкретных классов и размеров радиаторов использовались данные производителя по мощности радиаторов для температур теплоносителя 70/55 оС. Площадь отопительных приборов была увеличена на 15 % , в связи с применением термостатической головки.

Результаты по помещениям таблице 2-4, в ней представлены размеры и типы радиаторов в помещении, количество контуров теплых полов и баланс тепла. Данные касательно контуров теплых полов представлены в таблице 2-5. Принятые диаметры трубопроводов указаны на 1,2 и 3 листах проекта. Я не стал приводить таблицу с настройками регулирующих вентилей, т.к. это необходимо уже непосредственно для монтажа.

Расчет системы отопления можно считать оконченным.

Раздел III. Система водоснабжения здания

3.1 Общие сведения. Требования к качеству питьевой воды

Бесперебойная и качественная подача питьевой воды к потребителям - немаловажный показатель комфорта. Так как коттедж - это здание с повышенными требованиями к комфорту, то к обустройству данной системы нужно подойти с особой тщательностью. Под этим подразумевается бесперебойность подачи, достаточные расходы, отсутствие гидроударов, наличие в достаточном количестве постоянно горячей воды. Все это возложено на систему внутреннего водопровода.

...