Методические указания к выполнению практических знаний МДК 03.01. Проектирование систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Тема 3.10.Тепловые сети
методическая разработка

Министерство образования и науки Калужской области.

ГБПОУ КО “Коммунально – строительный техникум”

им. И.К. Ципулина.

ПМ 03 «Участие в проектировании систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционировании воздуха»

Методические указания к выполнению практических знаний

МДК 03.01. Проектирование систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Тема 3.10.Тепловые сети

для специальности 07.08.02

«Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств в кондиционирования воздуха и вентиляции»

Составитель: Симонова Е.В., преподаватель ГБПОУ КО «ККСТ», им.И.К.Ципулина

Аннотация

Методические указания по теме 3.10 «Тепловые сети» составлены на основе программы ПМ 03 «Участие в проектировании систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»

Указания имеют практическую  направленность по формированию профессиональных и общих компетенций в проектировании внутренних санитарно-технических систем и выполнению расчётов. Объём материала методических указаний достаточен для выполнения студентами практических работ. В методических указаниях перечислены, все работы по теме 3.10, даны краткие пояснения к их выполнению, а также составлены приложения с  таблицами  для расчетов.

Содержание

Практическая работа № 1.

Тема работы: Построение монтажной схемы участка теплосети.

Цель работы: приобрести практические навыки по выполнению чертежей монтажной схемы тепловой сети.

Методические указания.

Трасса тепломагистрали, наносимая на топографический план,    выбирается по кратчайшему направлению между начальной и конечной её точками с учётом обхода труднопроходимых территорий и различных препятствий. Выбор варианта прокладки трассы магистральных тепловых сетей выполняют по долговечности эксплуатации трубопроводов и тепловой изоляции, надёжности режима работы и конструктивного решения трассы и её элементов, возможности простого обслуживания при эксплуатации. Выбранная на плане трасса должна быть привязана к существующим постоянным точкам. Принимаемые расстояния трассы тепловых сетей до других сооружений и параллельно проложенных коммуникаций должны обеспечивать сохранность этих сооружений и коммуникаций как при строительстве, так и в период эксплуатации.

Минимальные расстояния в плане от конструкций тепловых сетей и инженерных сооружений должны соответствовать СП 124.13330.2012 «Тепловые сети». При комплексном проектировании подземных инженерных сетей необходимо увязывать их взаимное положение таким образом, чтобы трубопроводы в плане и профиле сохраняли прямолинейность в местах пересечения с трубопроводами канализации, водостоков, водопровода и газа, а также с электрическими и телефонными кабелями. По выбранной трассе тепловой сети составляется монтажная схема тепловой сети и строится продольный профиль тепловой сети, который имеет масштабы; горизонтальный 1: 500 или 1: 1000, соответствующий масштабу схемы, вертикальный 1: 50. Геодезические отметки наносятся по результатам камерального трассирования. На схеме и профиле показываются:

     1. Все подземные сооружения, пересекаемые трассой.

     2. Геологический разрез поверхности земли по данным инженерно-геологических изысканий.

     3.Абсолютные отметки: поверхности земли. вертикальной планировки, уровня грунтовых вод, подземных коммуникаций и прочих пересекаемых   сооружений.

    4.Принятые уклоны тепловых сетей между основными точками трассы.

    5.Отметки оси трубопроводов.

    6.Места размещения тепловых камер, неподвижных опор, ниш компенсаторов, дренажных колодцев и т. д., их отметки и привязка.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя должен быть не менее 0,002. На отдельных участках (при пересечениях, прокладке по мостам и т. п.) допускается принимать прокладку трубопроводов без уклона, о чём делать соответствующие пояснения в технологической части. Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия должно приниматься не менее:

-

до верха перекрытий каналов и туннелей -        0,5 м;

- до верха перекрытий камер        -        0,3 м;

- до верха оболочки бесканальной прокладки -        0,7 м

Тепловые сети при пересечении с сетями канализации, водопровода, водостоков и газопроводов должны располагаться над этими сетями. Профиль трассы тепловых сетей в обычных климатических условиях проектируется с наименьшим заглублением, без учёта глубины промерзания грунта, поскольку это снижает объём земляных работ и стоимость строительства, облегчая разрытие трубопроводов при их ремонте в период эксплуатации. В низших точках тепловых сетей необходимо предусматривать самотёчный отвод дренажа в ливневую канализацию или водоёмы.

Последовательность выполнения работы.

Работа выполняется на формате А-3.

1. В масштабе 1: 500 вычертить план здания, размер участка принять не-менее 100x100 м.
2. Нанести по заданию расположение существующей сети теплоснабжения.
3. Наметить ввод теплосети в здание, указать привязку ввода к ближайшей координационной оси.
4. Наметить ось проектируемого теплового канала по кратчайшему расстоянию от точки подключения на тепловой сети до ввода теплосети в здание.
5. Прочертить тепловую сеть с соблюдением ГОСТ 21.204-93. Указать характерные точки, расстояния между ними. название и диаметры трубопроводов, прокладываемых в тепловом канале.
6. К монтажной схеме показать «Условные изображения» принятые на схеме в произвольной форме.
7. Наметить на схеме место расположения разреза, выполнить разрез по тепловой сети или теплофикационной камере, указать необходимые размеры и отметки, нанести штриховку материалов в разрезе. разрез выполнить в масштабе 1: 10 или 1: 25.

Пример оформления монтажной схемы смотри приложение        

Проектирование монтажной схемы тепловой сети

 К Практической работе № 1 - “Трассировка дворовой тепловой сети”

Детальное трассирование магистральных и дворовых тепловых сетей выполняется на планах перспективной застройки городов и районов. В качестве подосновы используют геодезические планы в масштабах: 1:2000, 1: 1000,1: 500 с нанесенными на них красными линиями существующей и перспективной застройки городской территории и подземными коммуникациями.

Проектирование трассы выполняется на основе архитектурно- планировочного задания, окончательный проект проходит согласование со всеми службами города, расположенными в районе проектирования тепловой сети, окончательно проект утверждается городским отделом архитектуры.

Условия, которые необходимо выполнять при проектировании тепловых сетей:

1. Трасса тепло магистрали выбирается по кратчайшему направлению между начальной и конечной её точками с учетом обхода труднопроходимых территорий и различных препятствий.
2. Отклонение трассы от кратчайшего направления может быть принято по различным причинам только при экономическом обосновании.

3. Намеченная трасса тепловой сети на плане должна быть привязана к существующим точкам зданиям или геодезическим знакам, а также указаны все характерные точки трассы (неподвижны опоры, теплофикационные камеры, компенсаторы и естественные поворота трассы) и привязки между ними.

Принимаемые расстояния от трассы тепловых сетей до других сооружений и параллельно проложенных коммуникаций трубопроводов должны обеспечивать сохранность этих коммуникаций как при строительстве, так и в период эксплуатации. Минимальные расстояния в плане от конструкций тепловых сетей до сооружений и инженерных сетей принимаются по СП 124.13330.2012 «Тепловые сети».

Тепловые сети предназначенные для теплоснабжения промышленных районов должны размешаться по проездам и проектироваться комплексно с другими подземными сетями, при этом высотное положение трубопроводов теплосети должно превышать высотное положение водостоков и канализации, чтобы обеспечить не затопляемость теплопроводов в период строительства и эксплуатации.        

Взаимное пересечение трубопроводов должно сохранять прямолинейность (трубопроводы канализации, водостоков, водопровода и газа, а также с электрическими и телефонными кабелями).                                                                                                  

  Уклон трубопроводов тепловых сетей, независимо от направления, должен быть не менее 0,002

Задание 1

Выполнить монтажную схему участка тепловой сети. Точка подключения тепловой сети к районным тепловым сетям находится в тепловой камере №8.

1. Тип прокладки - подземная;

 2.Глубину заложения тепловых каналов 1,0 - 1,4ч;

 3. Конструкцию каналов - КЛп;

4. Количество трубопроводов в канале принять четыре: Т1, Т2, ТЗ, Т4;

5. На схеме предусмотреть компенсаторы для компенсации тепловых удлинений теплопроводов;
6. Выполнить двухсторонний дренаж теплового канала.

Задание 2

Выполнить монтажную схему участка тепловой сети. Точка подключения тепловой сети к районным тепловым сетям находится в тепловой камера №8.

Исходя из условий строительства выбрать:

1. Тип прокладки - подземная;

3. Глубину заложения тепловых каналов 1,0-1,4и;
4. Конструкцию каналов - КЛп;
5. Количество трубопроводов в канале принять четыре; Т1, Т2, ТЗ,Т4;
6. На схеме предусмотреть компенсаторы для компенсации тепловых удлинений теплопроводов;
7. Выполнить двухсторонний дренаж теплового канала.

Теплофикационная камера с двумя ответвлениями:

1-стальная труба-футляр; 2-попутный дренаж; 3-скобы; 4-лобовая опора; 5-сальниковый компенсатор; 6-люк; 7- переход диаметров; 8-воздушник; 9-тепловая изоляция; 10-дренажный приямок; 11-упорная конструкция из швеллеров.

Практическая работа №2.

Тема работы: Гидравлический расчёт участка тепловой сети.

Цель работы: Закрепить полученные теоретические знания и приобрести практические навыки в расчёте дворовой тепловой сети.

Гидравлический расчет выполняют с целью определения наиболее экономичных диаметров теплопроводов и потерь давления на участке тепловой сети. Гидравлический расчет начинают с построения расчетной схемы тепловой сети. Исходными данными для гидравлического расчета является: тепловая нагрузка на участке Q, Вт, расход теплоносителя на участке G, кг/ч, скорость воды в трубопроводах V, м/с, исходные параметры теплоносителя Т1-Т2, °C, длинна участков L, м, диаметры теплопроводов dвн мм. Расчет выполняют по методу удельных характеристик сопротивления. Затем определяют потери давления и в местных сопротивлениях на участке.

Потери давления на участке теплопровода АР, Па, определяем по формуле:

                       ∆Р=∆Ртр+∆Рм,                                                                     (2.1)

где ∆Pтр - потери давления на трение на участке теплопровода, Па;

∆РМ - потери давления в местных сопротивлениях, Па.

Потери давления на трение ∆Ртр, Па, пропорционально длине трубопровода определяется по формуле (4.2) или по формуле (4.3)

                               ∆Ртр= R×L,                                                                          (2.2)  

Где R - удельные потери давления на трение, Па, определяются по [  ];

L - длина теплопровода, м, определяется по схеме тепловой сети.

                    ∆Ртр= ,                                                                   (2.3)

ƛ /dB - коэффициент гидравлического трения,

определяется по [];

W - скорость воды на участке, м/с, принимается по [ ];

ρ - плотность теплоносителя, кг/м3 принимаем равной 958,4кг/м3;

g - ускорение свободного падения, равно 9,81м/с.

Потери давления в местных сопротивлениях АРМ, Па, определяется по формуле:

                            ∆Ртр= ,                                                                   (2.4)

где ∑ξ - сумма коэффициентов местных сопротивление - на участке тепловой сети, определяются по [2];

V2*ρ /2g - удельное скоростное давление на участке трубопровода, (кгс/м2)/(кг/ч)2,

Напор Н, м. вод.ст., определяем по формуле:

                                         Н= ,                                                                (2.5)

где ∆Робщ - общие потери давления на систему отопления, Па;

ρ - смотри формулу (4.3),

Невязка давлений определяется по формуле:

             Н= *100%,                                                      (2.6)      

Практическая работа №2

Тема работы: Построение профиля дворовой тепловой сети.

Цель работы: Уметь строить профиль дворовой тепловой сети. Развить умение работать с масштабом и определять отметки характерных точек трассы.

Методические указания.

Продольный профиль, - так же, как и монтажная схема, является необходимым чертежом для монтажа трубопроводов магистральной сети. Если на монтажной схеме дань! горизонтальные размеры в плане, то на продольном профиле еще и вертикальные размеры. Продольный профиль строят в осях координат. На оси абсцисс откладывают длину трассы, а на оси ординат - глубину заложения каналов, уклон, места и отметки заложения других сооружений, коммуникации и уровень грунтовых вод. Вертикальный масштаб размеров, принимают 1:50, а горизонтальный масштаб - принимают 1:500. Продольный профиль строят в такой последовательности. Наносим проектные отметки земли, натурные отметки земли принимаются по данным геодезических изысканий. Отмечают места прокладки других сооружений и коммуникаций. Развернутый план вычерчиваем согласно монтажной схеме по заданному масштабу. Он выполняется до самого удаленного объекта с нанесением неподвижных опор (НО), углов поворотов (УП), компенсаторов (К). Проектные отметки земли определяем в характерных точках по горизонталям поверхности земли. Отметка пишется над чертой кроме начальной. Отметка потолка канала принимается из учета минимального расстояния от поверхности земли до потолка канала (0,8-1,2 метра). В практической работе принимаем 1 метр. Отметка пола канала находится: из отметки потолка канала вычитаем 0,45 метра. Длинна участка определяется в соответствии с принятым масштабом.

Уклон теплопроводов определяют: из отметки пола канала (начало участка и конец участка) находим разность и делим на длину данного участка. При подземной прокладке в сухих грунтах минимальный уклон теплопроводов принимают 0,002 независимо от направления движения теплоносителя в сторону источника тепла, уклон дренажных труб - не менее 0,003 в сторону сброса ливневых вод направление уклона трубопроводов ответвлений всегда принимают от здания к тепловой камере.

Намечают места расположения воздушных и дренажных устройств. Широкое применение при подземной прокладке тепловых сетей получили непроходные каналы. Основным конструктивным материалом, используемым при сооружении каналов, служит сборный железобетон, показывавший достаточную надежность и долговечность при эксплуатации в условиях повышенной температуры и влажности

среды.

Наиболее простой и легко выполненной конструкцией

«проходных каналов является каналы прямоугольного сечения из сборных бетонных блоков и железобетонных плит перекрытий. Работы то сборке каналов ведутся одновременно с монтажом трубопроводов. В зависимости от гидрогеологических условий- трассы. Наружные поверхности канала защищают1 гидроизоляцией. При наличии грунтовых вод выполняют прокладку дренажных трубопроводов.

Рабочие чертежи сборных железобетонных каналов из лотковых элементов разработаны Харьковским институтом «Промстройниипроект», согласно серии 3,006. -2 "Тепловые инструкции и детали здания и сооружения’; каналы тина КЛп и КЛ.

Для прокладки тепловых сетей принимают непроходные и полупроходные каналы, в зависимости от количества теплопроводов, их диаметров, толщины тепловой изоляции и минимальных расстояний между трубопроводами в канале.

Дренажные устройства выполняют в нижних точках теплотрассы ля удаления воды и попутного конденсата. Воду из дренажных трубопроводов удаляют в систему канализации. Диаметр дренажных устройств принимают в зависимости от: диаметра, длинны магистрального трубопровода и места расположения дренажей на дворовой сети (в нижней точке или на уклоне).

Последовательность построения профиля:

 На ось абсцисс в принятом масштабе наносят развернутый план

трассы с изображением ответвлений, углов поворота, неподвижных опор, компенсаторов и теплофикационных камер.

По монтажной схеме с учетом масштаба определяют расстояние между характерными точками.

В каждой характерной точке определяют:

-отметку поверхности земли по горизонталям;

-принимают заданный уклон;

-определяют глубину заложения канала тепловой сети;

-определяют отметку пола канала;

-с учетом размеров канала, определяют отметку потолка канала; -определяют отметки пола канала в следующих по трассе характерных точках.

Практическая работа №3.

Тема работы: Расчет компенсирующей способности и количества компенсаторов на участке тепловой сети.

Цель работы: Закрепить теоретические знания и приобрести практические навыки по расчету компенсирующей способности компенсаторов.

Методические указания.

Расчет компенсаторов на тепловой сети ведется по методу Павлова И. И., изложенному в учебном пособии "Котельные установки и тепловые сети".

Расчет ведут в следующей последовательности:

1.        Количество компенсаторов на участке принимают в зависимости от величины теплового удлинения трубопровода, мм, определяемой по формуле:

                              ∆1 = E • а • L • (t1 –tн.о );                                      (3.1)

где Е - коэффициент, учитывающий предварительную растяжку; для гибких компенсаторов (П- или Z - образных) E=0,5; для сальниковых (осевых) Е=1;

а - коэффициент линейного расширения, мм/(м•кг);

 L - длина, участка, м;

t1 - максимальная температура теплоносителя, °C;

t н.о - температура наружного воздуха для проектирования отопления.

2.        Коэффициент линейного расширения ос зависит от марки стали и температуры стенки трубы. В частности, для углеродистых сталей при температуре стенки трубы, равной температуре теплоносителя, т.е. 150 ºС, а=0,0125 мм/м•кт.

3.        3. Определить число компенсаторов принятого типа, исходя из их компенсационной способности b1 по формуле:

                                      n  = ;                                                                     (3.2)

       где ∆l - тепловое удлинение трубопровода, мм;

              b - компенсационная способность трубопроводов выполненных из углеродистых сталей; b=300.

Пример расчета:

Дано:        

Е=0,5; l=50м;

а=0,0125 мм/(м•кг);

t1=150°C;

tн.о=-27°C;              

Dv =100 мм;

Ру=1,6МПа; b=300

Выполнить:         Расчет количества компенсаторов на тепловой сети.

Решение:

1. Определяем тепловое удлинение трубопровода на уровне теплосети, мм.

        ∆l= 0,5 • 0,0125 •(1/273) • 50 • 103 • (150 + 27) = 203мм

        2. Определяем число компенсаторов на тепловой сети:        

        n =  = 0,68 =1 компенсатор

Вывод: на тепловой сети длиной участка 50м к установке принят один гибкий компенсатор.

Рекомендации по выполнению работы:

Для проверки эффективности выполнения расчета числа компенсаторов на участке теплосети, приведена таблица, по данным которой можно определить максимальную длину участков между неподвижными опорами с установкой компенсатора. См. таблицу.

Максимальная длина участков теплопроводов между неподвижными опорами при подземной прокладке.

Примечание: В числителе приведены длины при прокладке теплопроводов в каналах, в знаменателе - при бесканальной прокладке.

Литература.

1) СП 124.13330.2012 «Тепловые сети».

2) Староверов И.Г. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник. Часть 1. Отопление-Москва: Стройиздат,1990

3) СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»

4) СНиП 2.08.01-89*, «Жилые здания» (с изменением №1,2,3,4)

5) Водяные тепловые сети. Москва энергоатомиздат, 1988г. Под редакцией Громова Н.К. и Шубина Е.П.

6) СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»

7) СП 40-104-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»

8) ГОСТ 21206-93, «Условные обозначения трубопроводов». Издательство стандартов,1994

9) ГОСТ 21.602-2003, «Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования». - М.ГУП ЦПП, 2003

10) ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам,1998

11) Сканави А.И., Махов А.М. «Отопление», Москва: Стройиздат, 2002г

12)МДС 41-5-2000 «Рекомендации по организациям учета тепловой энергии и теплоносителей на предприятиях, в учреждениях и организациях жилищно-коммунального хозяйства и бюджетной сферы».

13)СП 12-136-2002 «Решение по охране труда и промышленной безопасности в проектах производства работ»

14)ВСН 489-86 «Состав и оформление монтажных чертежей внутренних санитарно-технических систем»

15)СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы»

16)СНиП 111-4-80* «Техника безопасности в строительстве»

17) ГОСТ 21.206-93 СПДС « Условные обозначения трубопроводов»

18)ГОСТ 21.602-82 СПДС «Отопление, вентиляции и кондиционирования воздуха. Рабочие чертежи»