инженерный блог компании "системный подход"
Проектирование тепловых пунктов
Целью данной статьи является составление алгоритма по проектированию индивидуального теплового пункта (далее ИТП). Статья будет полезна Заказчику, а также начинающему проектировщику.
Как правило, проект ИТП состоит из 4 разделов:
- Тепломеханика. В этом разделе осуществляется выбор принципиальной схемы и ее расчет, подбор теплообменников, насосов, расширительных баков или установок поддержания давления, выбор диаметров трубопроводов, подбор запорно-регулирующих клапанов;
- Узел учета тепловой энергии. Делается выбор схемы учета, подбор теплосчетчика и описание его монтажа.
- Автоматизация и диспетчеризация. На основании принципиальной схемы, разработанной в разделе «Тепломеханика», разрабатывается функциональная схема автоматизации, ведется выбор исполнительных устройств автоматизации, датчиков температуры, реле, реле перепада давления.
- Электроснабжение. Данный раздел состоит из двух частей: Электрическое освещение и силовое электрооборудование. В ряде случаев часть «Электрическое освещение» не требуется. В томе «силовое электрооборудование» выполняется электроснабжение токоприемников (насосное оборудования, АУПД, шкафы автоматизации и узла учета) , система уравнивания потенциалов.
Исходными данными для проектирования являются:
1. Технические условия на подключение к тепловым сетям (далее ТУ). ТУ выдаются теплоснабжающей организацией. В Москве ТУ выдает ПАО МОЭК. В Московской области -это местные тепловые сети. В ТУ отражены принципиальные требования к тепловому пункту: тип подключения теплопотребителей, указана максимальная общая нагрузка и по видам потребления (отопление, вентиляция, тепловые завесы, горячее водоснабжение), температурные графики на вводе в зимний и летние периоды, располагаемый напор на вводе тепловой сети, максимальное рабочее давление.
2. Техническое задание (ТЗ) на проектирование ИТП. В ТЗ, как правило, отражаются общие требования к объекту проектирования, дополнительные требования Заказчика (типы и марки применяемого оборудования, наличие резерва оборудования, места расположения дренажного приямка и пр.)
3. Архитектурно-строительные планы в котором будет располагаться тепловой пункт с разрезами.
4. Проект наружных тепловых сетей или привязка ввода тепловых сетей в помещение ИТП с разрезом.
5. Привязки вводов трубопроводов теплопотребителей (систем отопления, вентиляции, ГВС, ХВС и прочее).
6. Паспорта систем отопления, вентиляции, ГВС (при реконструкции) или Проекты разделов ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), ВК (водоснабжение и канализация) при новом строительстве. Основные параметры, на которые стоит обратить внимание: тепловая нагрузка, температурный график, гидравлическое сопротивление системы, максимальное рабочее давление.
7. Технические условия на узлы учета тепловой энергии. В Москве ТУ выдаются в филиале № 11 «Горэнергосбыт» ПАО «МОЭК».
8. Технические условия на выполнение автоматизации и диспетчеризации ИТП.
- Тепломеханика. В этом разделе осуществляется выбор принципиальной схемы и ее расчет, подбор теплообменников, насосов, расширительных баков или установок поддержания давления, выбор диаметров трубопроводов, подбор запорно-регулирующих клапанов;
- Узел учета тепловой энергии. Делается выбор схемы учета, подбор теплосчетчика и описание его монтажа.
- Автоматизация и диспетчеризация. На основании принципиальной схемы, разработанной в разделе «Тепломеханика», разрабатывается функциональная схема автоматизации, ведется выбор исполнительных устройств автоматизации, датчиков температуры, реле, реле перепада давления.
- Электроснабжение. Данный раздел состоит из двух частей: Электрическое освещение и силовое электрооборудование. В ряде случаев часть «Электрическое освещение» не требуется. В томе «силовое электрооборудование» выполняется электроснабжение токоприемников (насосное оборудования, АУПД, шкафы автоматизации и узла учета) , система уравнивания потенциалов.
Исходными данными для проектирования являются:
1. Технические условия на подключение к тепловым сетям (далее ТУ). ТУ выдаются теплоснабжающей организацией. В Москве ТУ выдает ПАО МОЭК. В Московской области -это местные тепловые сети. В ТУ отражены принципиальные требования к тепловому пункту: тип подключения теплопотребителей, указана максимальная общая нагрузка и по видам потребления (отопление, вентиляция, тепловые завесы, горячее водоснабжение), температурные графики на вводе в зимний и летние периоды, располагаемый напор на вводе тепловой сети, максимальное рабочее давление.
2. Техническое задание (ТЗ) на проектирование ИТП. В ТЗ, как правило, отражаются общие требования к объекту проектирования, дополнительные требования Заказчика (типы и марки применяемого оборудования, наличие резерва оборудования, места расположения дренажного приямка и пр.)
3. Архитектурно-строительные планы в котором будет располагаться тепловой пункт с разрезами.
4. Проект наружных тепловых сетей или привязка ввода тепловых сетей в помещение ИТП с разрезом.
5. Привязки вводов трубопроводов теплопотребителей (систем отопления, вентиляции, ГВС, ХВС и прочее).
6. Паспорта систем отопления, вентиляции, ГВС (при реконструкции) или Проекты разделов ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), ВК (водоснабжение и канализация) при новом строительстве. Основные параметры, на которые стоит обратить внимание: тепловая нагрузка, температурный график, гидравлическое сопротивление системы, максимальное рабочее давление.
7. Технические условия на узлы учета тепловой энергии. В Москве ТУ выдаются в филиале № 11 «Горэнергосбыт» ПАО «МОЭК».
8. Технические условия на выполнение автоматизации и диспетчеризации ИТП.
Основным и наиболее сложным как с технической точки зрения, так и с точки зрения затраченного времени является раздел «Тепломеханика» потому, что этот раздел является, по сути, руководством к действию по разработке смежных разделов (УУТЭ, АТМ, ЭМ). Рассмотрим алгоритм проектирования данного тома:
1. Анализ предоставленных исходных данных. Проверка наличия противоречий в предоставленных документах, наличия необходимой площади для расположения оборудования, срока действия (актуальности) Технических условий.
1. Анализ предоставленных исходных данных. Проверка наличия противоречий в предоставленных документах, наличия необходимой площади для расположения оборудования, срока действия (актуальности) Технических условий.
2. Выбор принципиальной схемы. Выбор основывается на количестве тепловых нагрузок (согласно ТУ) и согласно СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов. При новом строительстве это, как правило, независимая схема подключения. Тип подключения водонагревателей горячего водоснабжения выбирается исходя из требований п. 3.14, 3.19 СП 41-101-95: соотношения максимальной тепловой нагрузки на отопления и ГВС. В данном пункте происходит расстановка запорно-регулирующей арматуры, манометров, термометров, наличие резервирования теплообменников.
3. Расчет принципиальной схемы ИТП
Расчет принципиальной следует выполнять в следующей последовательности:
3.1 Подбор теплообменников.
Как правило, проектировщик заполняет опросный лист на подбор теплообменника и отправляет его компании производителю. Здесь следует обратить внимание, что необходимо обеспечить запас площади поверхности теплообмена не менее 10% и запас расхода сетевой воды не менее 15%. Основными данным для выбора теплообменников являются: максимальная нагрузка и расчетный температурный график в контуре сетевой воды и контуре местной воды. Расчетный температурный график для водонагревателей систем вентиляции и отопления принимается для «зимнего режима», для ГВС- для «летнего режима».
3.1 Подбор теплообменников.
Как правило, проектировщик заполняет опросный лист на подбор теплообменника и отправляет его компании производителю. Здесь следует обратить внимание, что необходимо обеспечить запас площади поверхности теплообмена не менее 10% и запас расхода сетевой воды не менее 15%. Основными данным для выбора теплообменников являются: максимальная нагрузка и расчетный температурный график в контуре сетевой воды и контуре местной воды. Расчетный температурный график для водонагревателей систем вентиляции и отопления принимается для «зимнего режима», для ГВС- для «летнего режима».
3.2 Выбор диаметров трубопроводов.
Диаметры подбираются исходя из значений удельных потерь давления на 1 погонный метр. Исходя из нашего опыта получается, что для трубопроводов Ду15-Ду50 - скорость не более 0,6 м/с, для трубопроводов Ду65 - не более 1 м/с. При этом рекомендуется применять трубы стальные бесшовные.
Диаметры подбираются исходя из значений удельных потерь давления на 1 погонный метр. Исходя из нашего опыта получается, что для трубопроводов Ду15-Ду50 - скорость не более 0,6 м/с, для трубопроводов Ду65 - не более 1 м/с. При этом рекомендуется применять трубы стальные бесшовные.
3.3 Расчет регулирующих клапанов.
Подбор регулирующих клапанов производится итерационным методом.
- Рассчитывается пропускной способности клапана Kv:
Подбор регулирующих клапанов производится итерационным методом.
- Рассчитывается пропускной способности клапана Kv:
где V – расход теплоносителя через клапан, ΔР – потеря давления на клапане.
- Выбирается ближайший клапан из стандартных типоразмеров и проверяется на кавитацию (расчетный перепад давления на клапане должен быть меньше чем порог наступления кавитации), уровень шума при работе (скорость потока через клапан должна быть меньше чем 3,5 м/с), проверка авторитета клапана (больше чем 0,5). Более подробно о методике определения авторитета клапана рекомендуем ознакомится в каталогах производителей клапанов. В случае нарушения хоты бы одного из условий, требуется выбор другого типоразмера клапана.
3.4 Подбор циркуляционных насосов. Основными параметрами для подбора насосного оборудования являются:
- Расход насоса G т/ч (м3/ч),
- Напор м. вод. ст. (кПа),
- Рабочая температура теплоносителя,
- максимальное допустимое рабочее давление и температура теплоносителя.
Требуемый расход насоса определяется по формуле G, м3/ч:
_________________________________________G = Кзап*Q*1000/(Тп-То), где
Кзап – коэффициент запаса (не более 20%);
Q- тепловая нагрузка, Гкал/ч;
Тп- температура воды в подающей трубопроводе;
То – температура воды в обратном трубопроводе.
Необходимый напор насоса рассчитывается из условия преодоления гидравлических сопротивлений в местной системе (отопления, вентиляции, ГВС), теплообменнике системы, трубопровода ИТП и технологического запаса.
3.5 Подбор мембранных расширительных баков. Подбор мембранного расширительного бака производится для местных систем. Методика подбора основывается на расчете общего объема системы, определение расширения объёма теплоносителя при его нагреве. На основании этих данных выбирается объем расширительного бака. При этом учитывается, рабочая температура, давление системы и максимальное допустимое рабочее давление. Перед расширительным баком рекомендуется установить предохранительный клапан.
3.6 Подбор арматуры. Диаметр запорной арматуры и фильтров соответствует диаметру трубопровода, на котором они устанавливается. Исключение составляют балансировочные клапаны. Диаметр балансировочных клапанов следует подбирать по авторитету к регулируемой ими системы. Арматуру выбирают с учетом её рабочей температуры (она не должна быть ниже максимальной температуры теплоносителя в сети) и с проверкой по максимально допустимому давлению. Как правило, в ИТП в качестве запорной арматуры применяют фланцевые запорные шаровые краны.
4. Размещения оборудования и трубопроводов ИТП на плане помещения. При размещении оборудования ИТП и трубопроводов на плане следует руководствоваться требованиями Приложения № 1 СП 41-101-95, а именно:
- Выбирается ближайший клапан из стандартных типоразмеров и проверяется на кавитацию (расчетный перепад давления на клапане должен быть меньше чем порог наступления кавитации), уровень шума при работе (скорость потока через клапан должна быть меньше чем 3,5 м/с), проверка авторитета клапана (больше чем 0,5). Более подробно о методике определения авторитета клапана рекомендуем ознакомится в каталогах производителей клапанов. В случае нарушения хоты бы одного из условий, требуется выбор другого типоразмера клапана.
3.4 Подбор циркуляционных насосов. Основными параметрами для подбора насосного оборудования являются:
- Расход насоса G т/ч (м3/ч),
- Напор м. вод. ст. (кПа),
- Рабочая температура теплоносителя,
- максимальное допустимое рабочее давление и температура теплоносителя.
Требуемый расход насоса определяется по формуле G, м3/ч:
_________________________________________G = Кзап*Q*1000/(Тп-То), где
Кзап – коэффициент запаса (не более 20%);
Q- тепловая нагрузка, Гкал/ч;
Тп- температура воды в подающей трубопроводе;
То – температура воды в обратном трубопроводе.
Необходимый напор насоса рассчитывается из условия преодоления гидравлических сопротивлений в местной системе (отопления, вентиляции, ГВС), теплообменнике системы, трубопровода ИТП и технологического запаса.
3.5 Подбор мембранных расширительных баков. Подбор мембранного расширительного бака производится для местных систем. Методика подбора основывается на расчете общего объема системы, определение расширения объёма теплоносителя при его нагреве. На основании этих данных выбирается объем расширительного бака. При этом учитывается, рабочая температура, давление системы и максимальное допустимое рабочее давление. Перед расширительным баком рекомендуется установить предохранительный клапан.
3.6 Подбор арматуры. Диаметр запорной арматуры и фильтров соответствует диаметру трубопровода, на котором они устанавливается. Исключение составляют балансировочные клапаны. Диаметр балансировочных клапанов следует подбирать по авторитету к регулируемой ими системы. Арматуру выбирают с учетом её рабочей температуры (она не должна быть ниже максимальной температуры теплоносителя в сети) и с проверкой по максимально допустимому давлению. Как правило, в ИТП в качестве запорной арматуры применяют фланцевые запорные шаровые краны.
4. Размещения оборудования и трубопроводов ИТП на плане помещения. При размещении оборудования ИТП и трубопроводов на плане следует руководствоваться требованиями Приложения № 1 СП 41-101-95, а именно:
Минимальные расстояния трубопроводов в свету от трубопроводов до строительных конструкций и до смежных трубопроводов.
Ширина проходов в свету.
Минимальное расстояние в свету между трубопроводами и строительными конструкциями
Далее выполняется необходимое количество разрезов и видов, достаточных для проведения монтажных работ.
5. Оформление рабочего проекта.
После выполнения всех расчётов и чертежей проект надлежит грамотно оформить.
Состав рабочего проекта раздела «тепломеханика» должен состоять из:
1. Обложка, титул.
2. Выписка из свидетельства СРО.
3. Пояснительная записка, с предоставлением расчетов подбора оборудования.
4. Технические листы подбора теплообменников, насосов, расширительных баков (или АУПД).
5. Принципиальная схема с экспликацией элементов.
6. План расположения оборудования.
7. План расположения трубопроводов.
8. Разрезы, виды.
9. Аксонометрическая схема ИТП.
10. Спецификация.
11. Технические условия на подключение, выданные теплоснабжающей организацией.
12. Техническое задание на проектирование ИТП.
13. Паспорт ИТП.
14. Анкета абонента.
Данная статья написана на основе нашего неоднократного опыта проектирования ИТП и согласования в разрешительных органах. Проектирование ИТП технически сложный и трудоемкий процесс, который под силу только квалифицированному специалисту. Наша команда готова выполнить полный цикл работ от получения ТУ до согласования в разрешительных органах и ввода в эксплуатацию.
5. Оформление рабочего проекта.
После выполнения всех расчётов и чертежей проект надлежит грамотно оформить.
Состав рабочего проекта раздела «тепломеханика» должен состоять из:
1. Обложка, титул.
2. Выписка из свидетельства СРО.
3. Пояснительная записка, с предоставлением расчетов подбора оборудования.
4. Технические листы подбора теплообменников, насосов, расширительных баков (или АУПД).
5. Принципиальная схема с экспликацией элементов.
6. План расположения оборудования.
7. План расположения трубопроводов.
8. Разрезы, виды.
9. Аксонометрическая схема ИТП.
10. Спецификация.
11. Технические условия на подключение, выданные теплоснабжающей организацией.
12. Техническое задание на проектирование ИТП.
13. Паспорт ИТП.
14. Анкета абонента.
Данная статья написана на основе нашего неоднократного опыта проектирования ИТП и согласования в разрешительных органах. Проектирование ИТП технически сложный и трудоемкий процесс, который под силу только квалифицированному специалисту. Наша команда готова выполнить полный цикл работ от получения ТУ до согласования в разрешительных органах и ввода в эксплуатацию.
Расценки на проектирование и монтаж ИТП
Наименование
Отопление
Отопление, ГВС
Отопление, вентиляция, ГВС
Сборка и установка круглых квадратных диффузоров /дефлекторов Ø патрубка до 250 мм
245 т.р.
347 т.р.
448 т.р.
Проект ИТП с общей тепловой нагрузкой от 0,5 до 1,0 Гкал/ч
290 т.р.
420 т.р.
530 т.р.
Проект ИТП с общей тепловой нагрузкой от 1,0 до 3,0 Гкал/ч
395 т.р.
525 т.р.
695 т.р.
Проект ИТП с общей тепловой нагрузкой от 3,0 до 6 Гкал/ч
495 т.р.
680 т.р.
875 т.р.
1. В состав проекта входят следующие разделы: а. Тепломеханика (ТМ) ; б. Силовое электрооборудование (ЭМ); в. Автоматизация (АТМ); г. Узел учета тепловой энергии (УУТЭ). 2. Приведенные цены являются ориентировочными и уточняются после предоставления технических условий, технического задания.