Проектирование ИТП бизнес центра

1. Результаты гидравлического расчета по программе GIDRO.

1. Контур теплосети, ГВС:

Расчетный расход теплосети  кг/с = 5,76 т/ч

Диаметр трубопровода обвязки  D₁₁ – D₂₁ = 50 мм при заданной скорости среды – υ_в = 0,77 м/с, гидравлическом сопротивлении обвязки -  
∆P_{гв. об} = 0,14 бар..

Найдем диаметр трубопровода обвязки по формуле:

м = 50 мм                 (2-26)                                  

Принимаем D = 50 мм.

2. Внутренний контур, ГВС:

Расчетный расход воды на ГВС:

кг/с = 2,7 т/ч

Расчетный расход циркуляции :

, где                                                  (2-50)

- кратность циркуляции;

кг/с = 0,576т/ч

Принимаем диаметр трубопровода обвязки по программе GIDRO  
D₁ – D₃ = 50 мм, трубопровод циркуляции D₄ = 32 мм. 

2. Подбор регулирующего клапана на ГВС (по ГОСТ 16443-70):
1. Располагаемый перепад теплосети находится по формуле:

бар = 0,15 МПа                             (2-27)                                  

Максимальный расход среды: G_max = кг/с = 5,76 т/ч

Суммарные потери давления: ∆P_{т max} = ∆P_{в. об} = 0,14 бар = 0,014 МПа

2. Перепад давления на клапане:

бар = 0.136 МПа              (2-28)                                  

3. Максимальная расчетная пропускная способность клапана:

 м³/ч, где                      (2-29)                                  

γ₀ = 0.917 г/см³ – средняя плотность внешнего теплоносителя при 150 – 75^оС

4. Требуемая пропускная способность клапана:

м³/ч                                    (2-30)                                  

Подбор клапана фирмы  «Данфосс»:

• условная пропускная способность клапана – K_{v y} = 16 м³/ч
• условный диаметр клапана – D_у = 32 мм
• ход штока клапана – h_шт = 10 мм
5. Максимальный относительный расход через клапан:

                                                        (2-31)                                  

Максимальный относительный ход штока клапана – h_max = 0.56

6. Минимальный располагаемый перепад теплосети для обеспечения заданного расхода:

бар = 0,014 МПа        (2-32)     

                          

3. Подбор насосного оборудования на циркуляцию ГВС.

Расчетный расход воды на циркуляцию:

кг/с = 0,576 т/ч

Требуемый напор насоса циркуляции:

бар  = 0,05МПа                            (2-33)                               

Подбор насосов производится по программе WinCAPS. По программе определили:

• марка насоса TP 32-80/4
• подача насоса на расчетной точке  G_нас = 0,69 м³/ч
• напор насоса на рабочей точке Н_нас = 0,7 бар = 0,07 МПа
• питание U = 3х380 В, 50 Гц
• номинальная потребляемая мощность Р =2,5 кВт
• максимальный ток I_max = 8,5 А

 

4. Расчет оборудования для ГВС III зоны
1. Результаты гидравлического расчета по программе GIDRO.
1. Контур теплосети, ГВС:

Расчетный расход теплосети  кг/с = 5,5 т/ч

Диаметр трубопровода обвязки  D₁₁ – D₂₁ = 50 мм при заданной скорости среды – υ_в = 0,77 м/с, гидравлическом сопротивлении обвязки -  
∆P_{гв. об} = 0,14 бар..

 

Найдем диаметр трубопровода обвязки по формуле:

м = 50 мм                  (2-26)                                  

Принимаем D = 50 мм.

2. Внутренний контур, ГВС:

Расчетный расход воды на ГВС:

кг/с = 2,55 т/ч

Расчетный расход циркуляции :

, где                                                   (2-50)

- кратность циркуляции;

кг/с = 0,55т/ч

Принимаем диаметр трубопровода обвязки по программе GIDRO  
D₁ – D₃ = 50 мм, трубопровод циркуляции D₄ = 32 мм. 

2. Подбор регулирующего клапана на ГВС (по ГОСТ 16443-70):
1. Располагаемый перепад теплосети находится по формуле:

бар = 0,15 МПа                               (2-27)                                  

Максимальный расход среды: G_max = кг/с = 5,5 т/ч

Суммарные потери давления: ∆P_{т max} = ∆P_{в. об} = 0,14 бар = 0,014 МПа

2. Перепад давления на клапане:

бар = 0.136 МПа              (2-28)                                  

3. Максимальная расчетная пропускная способность клапана:

 м³/ч, где                      (2-29)                                  

γ₀ = 0.917 г/см³ – средняя плотность внешнего теплоносителя при 150 – 75^оС

4. Требуемая пропускная способность клапана:

м³/ч                                     (2-30)                                  

Подбор клапана фирмы  «Данфосс»:

• условная пропускная способность клапана – K_{v y} = 16 м³/ч
• условный диаметр клапана – D_у = 32 мм
• ход штока клапана – h_шт = 10 мм
5. Максимальный относительный расход через клапан:

                                                        (2-31)         

Максимальный относительный  ход штока клапана – h_max = 0.55

6. Минимальный располагаемый перепад теплосети для обеспечения заданного расхода:

бар = 0,014 МПа       (2-32)                               

3. Подбор насосного оборудования на циркуляцию ГВС.

Расчетный расход воды на циркуляцию:

кг/с = 0,55т/ч

Требуемый напор насоса циркуляции:

бар  = 0,05МПа                                         (2-33)                               

Подбор насосов производится по программе WinCAPS. По программе определили:

• марка насоса TP 32-80/4
• подача насоса на расчетной точке  G_нас = 0,69 м³/ч
• напор насоса на рабочей точке Н_нас = 0,7 бар = 0,07 МПа
• питание U = 3х380 В, 50 Гц
• номинальная потребляемая мощность Р = 2,5 кВт
• максимальный ток I_max = 8,5 А

 

Результаты выбора насосного  оборудования и регулирующих клапанов представлены в таблице 2-6 и таблице 2-7.

Насосное оборудование

Таблица 2-6

Элемент сети	Напор, МПа	Подача, м3/ч	Марка
Отопление, местная вода	0.137	34,4	TPD 80-170/4
ГВС I зоны	0.137	34,4	TPD 80-170/4
ГВС II зоны	0,07	0,69	TP 32-80/4
ГВС III зоны	0,07	0,69	TP 32-80/4

 

Клапаны

Таблица 2-7

Элемент сети	Характеристики  регулирующих клапанов
	Пропускная способность клапана, м3/ч	Диаметр клапана, мм	Ход штока клапана, мм
Отопление I	25	40	10
ГВС I зоны	40	50	10
ГВС II зоны	16	32	10
ГВС III зоны	16	32	10

 

5. Контрольно-измерительные приборы и автоматика.

1. Решение по автоматизации ИТП.

В проектах ИТП должны предусматриваться защита оборудования (автоматика безопасности), автоматическое регулирование, контроль, сигнализация и управление технологическими процессами ИТП.

Потребители теплоты (системы  отопления, горячего водоснабжения) проектируют  и строят, ориентируясь на расчетную мощность. Однако расчетная мощность совпадает с фактической потребностью только при расчетных условиях. В остальное время, требуемое количество теплоты для системы значительно ниже расчетной мощности и ее значение зависит: для систем отопления – от изменения температуры наружного воздуха; для систем горячего водоснабжения – от значения водоразбора.

Таким образом, в ИТП подачу теплоты следует регулировать с таким расчетом, чтобы отпускаемое количество теплоты совпадало с потребностью в ней. Отпуск теплоты на различные нужды может регулироваться тремя методами: качественным, количественным и качественно-количественным. При качественном методе изменяют температуру воды, подаваемой потребителям при неизменном расходе теплоносителя; при количественном – изменяют расход теплоносителя при неизменной температуре; при качественно-количественном одновременно изменяют температуру и расход теплоносителя. В ИТП отпуск теплоты на отопление и ГВС регулируется качественно-количественным методом.

Настоящий объект автоматизации  предназначен для обеспечения работы без постоянного обслуживающего персонала (с пребыванием персонала не более 50% рабочего времени) и контроля параметров теплоносителей проектируемого индивидуального теплового пункта (далее ИТП).

Для подключения и  управления работой электрооборудования  индивидуального теплового пункта, предусмотрена установка шкафа  управления (ШАУ ИТП).

Электропитание оборудования, подключенного в шкафу управления ИТП, осуществляется от вводного распределительного шкафа, расположенного в помещении ИТП. При необходимости, полное отключение электрооборудования ИТП может быть произведено оператором с помощью вводного рубильника, расположенного во вводном распределительном шкафу. В шкафу управления предусмотрено защитное заземление электрооборудования в соответствии с гл. 1,7 ПУЭ [1].

Функции защит электрооборудования: защита двигателей насосов от неправильного  чередования фаз с помощью  реле контроля фаз. Сигнализация состояния электрооборудования: наличие напряжения и правильное чередование фаз в сети (желтая сигнальная лампа на лицевой панели шкафа управления ИТП). Авария сети происходит при отсутствии какой-либо из фаз, неправильное чередование фаз (красная сигнальная лампа на лицевой панели шкафа управления ИТП).

Схемой предусмотрено  управление сдвоенным циркуляционным насосом отопления TPD 80-170/4 в режиме один - рабочий и один - резервный. Система позволяет работать только в автоматическом режиме. Пуск какого-либо из насосов вручную не предусмотрен. С помощью программируемого микроконтроллера система обеспечивает: автоматическое включение резервного насоса при условии прекращения подачи питания на рабочий насос; автоматическое переключение (смена) рабочего насоса один раз в неделю (выравнивание времени наработки).

Также схемой предусмотрено  управление двумя одиночными насосами циркуляции ГВС марки ТP 32-80/4 и одним насосом циркуляции ГВС TPD 80-170/4.