3. Техническая деталь дипломного проекта по разделу инженерного оборудования предприятия общественного питания

В качестве детали рекомендованы разработки:

- водоснабжение и канализация здания

- отопление и вентиляция

- система электроснабжения.

В связи с тем, что студенты обучающиеся по специальности «Технология продуктов общественного питания» не имеют, глубоких знаний по вопросам предлагаемых деталей, а при практической работе по своей специальности им придется сталкиваться с этими вопросами, то в дипломном проекте предлагается, чтобы опираясь на полученные знания они самостоятельно могли разобраться в поставленных технологических задачах и разработать их решение. В практической работе после окончания обучения, особенно по мере перехода на должности руководителей предприятий этим специалистам обязательно придется постоянно сталкиваться с решением вопросов водоснабжения, водоотведения, вентиляции и т.д. В связи с этим детали решаемые в дипломном проекте помогут им при практической работе в будущем уверенно руководить предприятием, общаясь с поставщиками услуг по содержанию искусственной среды, т.е. здания.

3.1. Водоснабжение и водоотведение предприятия общественного питания

В задачу проектирования этой системы инженерного оборудования входит обеспечение предприятия водой с учетом требований организации технологического процесса, а так же обеспечения хозяйственно-бытовых потребностей посетителей и работников предприятия.

Схема водоснабжения и канализации назначается исходя из наличия и вида источника воды, напора и других условий (см. лекционный раздел 1.11). В основу проектирования должен быть положен СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий, М. 1997.

При проектировании водопровода и канализации определяются расчетные расходы воды общие (q₀^tot), горячей (q^h), холодной (q^c) и соответственно оцениваются расчетные стоки в канализационную систему.В соответствии с потребностью решения этих вопросов определяются секундные расходы (л / с ), часовые расходы (л/час) и суточные(л/сутки),с учетом холодной и горячей воды.

По секундным расходам производится гидравлический расчет внутренних сетей, назначается производительность насосов на системах с подкачкой, проверяются потери напора на счетчиках.

Максимальные и среднечасовые расходы используются для проверки производительности насосов при отсутствии регулируемых емкостей, назначаются калибры счетчика воды. По суточным расходам производится оплата стоимости водопотребления.

Секундные расходы q₀ определяются как сумма расходов воды на технологические цели установленного оборудования по паспортам этого оборудования при условии совпадения его работы по времени (примечание 2 к пункту 3.3 СНиП). При отсутствии паспортов в общественных зданиях допускается принимать суммарный расход q₀^tot=0,3 л/с и горячей, и холодной соответственно q₀^h = q₀^c = 0,2 л/с (примечания 2 к пункту 3.2 СНиП).

Расходы воды на питьевую воду и санитарно-бытовые нужды q_0i через водоразборные приборы определяются по приложениям 2 и 3 СНиП при этом суммарные расходы определяются с учетом вероятности действия каждого i-го прибора P_i по формуле (1):

(1),

где q_0i – расход воды (общий ~t_ot, горячей ~h, холодной ~c) за временной период (в секунду, час); N_i – число водоразборных приборов; P_i – вероятность действия прибора определяемая по формуле (3) или (4).

При одинаковых водопотребителях U без учета изменения соотношения U/N по формуле (3):

(3).

При отличающихся группах водопотребителей различного назначения определяется средняя вероятность:

(4).

По формуле (3) определяют сначала вероятность пользования i-го прибора, а затем устанавливают среднюю вероятность.

Среднюю вероятность использования всех приборов по формуле (4) для последующего определения общего расхода по формуле (1) в течение расчетного периода (в секунду, за час).

При расчетах часовых расходов в СНиП вероятность использования санитарно-технических приборов P_hr рекомендуют определять по формуле (7) через вероятность секундных расходов P, определяемой по формуле (3). Анализ этой формулы позволит ее записать в виде:

(7΄)

Значения q₀ и q_0hr взять из приложения 2 и 3 СНиП, а P принять из расчета секундного расхода. Общий часовой расход тогда определяется по формуле (6), аналогичной формуле (1):

(6)

СНиП кроме определяемых расходов (секундных и часовых) по формуле (1), требует определить секундные и часовые расходы максимальные на участках потребления.

Максимальный секундный расход:

(2),

где α – коэффициент, определяемый по приложению 4 в зависимости от общего числа приборов и вероятности их действия (средней вероятности P_Σi, определяемой по формуле (4)).

Максимальный часовой расход воды:

(8)

Максимальный секундный расход сточных вод q^S л/с при q^tot<8л/с определяется по формуле (5), а при большем расходе:

Максимальный часовой расход сточных вод принимается равным максимальному часовому расходу воды q_hr, определяемому по формуле (8).

Средний расход воды q_T за время Т определяется по формуле (9) СНиП.

Качество питьевой воды должно соответствовать ГОСТ 2874-82*, на технологические цели качество определяется соответствующими технологическими требованиями. Температура горячей воды в местах водозабора из центральных сетей не менее 60ºС и 50ºС из закрытых систем водоснабжения. Во всех случаях температура не должна быть более 75ºС (см. СНиП пункт 2.2).

При выполнении технической детали к дипломному проекту студент определяет расходы воды общие и горячей воды, устанавливает источники ее получения, устанавливает диаметр труб для подводки воды к приборам, свободный напор H в метрах и диаметр труб отвода в канализацию (приложение 2 к СНиП). Диаметр разводящих сетей обычно определяется специальным расчетом. Диаметр трубопровода на вводе устанавливается из расчета поддержания скорости пропуска максимальных секундных расходов воды (t₀t) в размере 1,2-1,7 м/с, но не выше 3 м/с.

Для измерения количества и расхода воды устанавливаются счетчики. По расчетному секундному расходу по таблице 4* СНиП определяется диаметр условного прохода счетчика в миллиметрах, и подсчитываются потери давления:

,

где S – гидравлическое сопротивление счетчика. По этим параметрам подбирается марки счетчиков и водомеров.

При постоянном или периодическом недостатке напора в подводящей сети водопровода предусматриваются насосные установки, рассчитываемые на часовой расход воды. Для размещения насосов предусматривают на вводе изолированные помещения (обычно у тепловых пунктов). Производительность и марки насосов устанавливаются расчетом.

Для выполнения расчетов и разработки детали проекта в приложении к этому разделу приведены извлечения из СНиП:

- основные буквенные обозначения (приложение 1 к СНиП);

- расходы воды и стоков санитарными приборами (приложение 2 к СНиП)

-нормы расхода воды потребителями (приложение 3 к СНИП).

Пример исполнения детали по проектированию сетей водопровода для кафе на 40 посадочных мест с 10 работниками обслуживающего персонала

В связи с тем, что эти разделы проекта требуют специфических профессиональных знаний, то при исполнении этой детали будут решаться только принципиальные вопросы необходимые для организации функционирования предприятия. Это расчет общей потребности, учета ее расхода, потребности в дополнительной подкачке, обеспечении потребности горячей воды, необходимости ее прогрева, обеспечения водоотвода (стока) в канализацию.

Согласно примечанию 9 к СНиП в кафе в час будет реализоваться блюд в количестве:

,

где n –количество посадочных мест, m – количество посадок за стол. Для кафе m=2 (для столовых m=3 и ресторанов m=1,5).

В проектируемом кафе будет в час реализовываться:

блюд.

На их приготовление потребуется вода. В связи с тем, что нет технических характеристик на приготовление этих блюд, расход воды определен согласно примечания 2 к пункту 3.2 СНиП в размере общий q_o^tot=0,3 л/с, горячей воды q_o^h=0,2 л/с и холодной q_o^h=0,2 л/с.

В кафе в соответствии с планировочным решением предусмотрено 3 унитаза, 3 умывальника, душевая кабина для персонала, 2 мойки для кухонной и столовой посуды.

Исходя из изложенной выше методики, производится расчет секундных расходов воды с учетом вероятности действия приборов P на технологические цели (приготовления пищи) – 1 кран, на хозяйственно-питьевые и сантехоборудование – 9 приборов.

Так как потребители воды разные (клиенты и работники кафе), то расчет потребления делается отдельно для каждой группы потребителей с последующим суммированием расходов. Произведем последовательно расчет секундных расходов q_o и часовых расходов q_hr.

Секундные расходы воды:

На технологические цели, как указывалось выше, примем: размере общий q_0,1^tot=0,3 л/с, горячей воды q_0,1^h=0,2 л/с и холодной q_0,1^h=0,2 л/с, вероятность использования крана Р=1.

На использование хозяйственно-бытовых и питьевых целей производим расчет используя приложение 2 СНиП, выбрав из него необходимые сведения по каждому прибору. Эти сведения сведены ниже в таблицу 3.1. Производим по этим данным расчет вероятности использования приборов по формуле (3) для каждой группы приборов (2, 3, 4, 5).

По формуле (4) определяется средняя вероятность действия используемых приборов без первого технологического крана для приготовления блюд.

И далее определяют общий секундный расход воды по формуле (1) для приборов 2-5:

л/с

Таблица расходов воды и стоков санитарными приборами:

Таблица 3.1

наименование прибора	секундный расход воды л/с			часовой расход воды л/с		свободный напор Hq, м	расход стоков от прибора q0^S, л/с	минимальный диаметр усл. прохода, мм
	общий qo^tot	холодный qo^c	горячий qo^h	общий qohr^tot	холодный qohr^c	горячий qohr^h			подводки	отвода
1.Водоразборный кран на технологические цели	0,3	0,2	0,2	300	200	200
2.Умывальник N=3 U=40+10=50 чел.	0,1	0,1		30	30		2	0,15	10	32
3.Унитазы с бочком N=3, U=40+10=50 чел.	0,1	0,1		83	83		2	1,6	8	85
4.Душевая кабина с мелким поддоном N=1 U=10 чел.	0,12	0,09	0,09	100	60	60	3	0,2	10	40
5.Мойки кухонной и столовой посуды N=2, U=40 чел.	0,12	0,09	0,09	80	60	60	2	0,6	10	40

Аналогичным порядком определим секундный расход горячей воды q₀^h:

На технологические цели q₀₁^h=0,2 л/с (см. таблицу).

На хозяйственно-бытовые и питьевые расходы через приборы 2-5 определим сначала по формуле (3) вероятности использования горячей воды:

;

P₀₃^h=0, т.к. расходуется только холодная вода;

;

.

По формуле (4) определяется средняя вероятность действия приборов питьевого и хозяйственно-бытовые оборудования (без технологического крана):

.

Определим секундный расход горячей воды по формуле (1) для этого оборудования:

л/с.

С учетом расхода горячей воды на приготовление пищи 0,2 л/с секундный расход горячей воды составляет в кафе:

q_o^h = 0,154 + 0,2 = 0,354 л/с.

По этой же методике определяется часовой расход воды общий q_ohr^tot и горячей q_ohr^h. Так же сначала определяется вероятности использования хозяйственно-бытовых приборов по формуле (7΄):

Используя данные, приведенные в таблице 3.1 определим вероятности использования хозяйственно-бытовых приборов 2-5 в течении часа (вероятность Р₁ = 1) при общем расходе воды (t_ot).

;

;

;

.

Средняя вероятность в часовом использовании определяется по формуле (4) без первого прибора (технологического крана для приготовления блюд):

.

Общий часовой расход приборов 2-5 по формуле (6):

л/с

С учетом технологических расходов воды q_hr = 300 + 65,66 = 365,66 л/с.

Определим часовые расходы горячей q_hr^h по такой же методике.

Р₁ = 0;

Технологический расход горячей воды по таблице 3.1 - q_оhr^h = 200 л/ч.

P_hr2^h = 0;

P_hr3^h = 0;

;

.

Средняя вероятность использования оборудования подачи горячей воды:

Часовой расход горячей воды составит для хозяйственно-бытовых нужд:

л/ч.

Общий часовой расход горячей воды составит:

q_hr^h = 60 + 200 = 260 л/ч.

Для целей расчета сетей необходимо произвести определение максимальных расходов воды. По пункту 3.3 СНиП определим максимальный секундный расход на расчетном участке сети

q_max=5^.q₀^.

q₀=0.464 л/сек – общий расход (см. выше). Коэффициент определяется по приложению 4 СНиП при общем количестве приборовN = 10 (см. выше) и вероятности

Р = 2,62. По таблице 2 приложение 4 приN^.P=26.2 =8.55

q_max=5^.0.464^.8.55=19.84л/сек = 0,01984 м³/сек

по этому расходу назначаются диаметры труб ввода, назначая скорости течения воды

1,2 – 1,7 м/сек.

Определяется максимальный часовой расход по формуле (8)

q_hr= 0.005^.q_0hr^. _hr

из ранее проведенного расчета q₀=365.66 л/час =16,66N= 10 N^.P=166.6

по таблице 2 приложение 4 _hr=40,85

q_hr= 0.005 ^, 365,66 ^, 40,85 = 74,68 л/час

По этому расходу назначается производительность насоса при отсутствии регулирующих емкостей. Так как вода поступает от центрального водопровода, то насос не ставится.

Определяем средний часовой расход по формуле 9 СНиП

за рабочую смену Т = 8 часов

q₀ – норма расхода воды на одно блюдо по приложению 3, п.20 ,U=176 блюд/час

По этому расчету определяют калибр счетчика. По таблице 4^* СНиП при q_T = 0,352 м³/час

Назначаем диаметр условного отверстия d= 32мм для которого S=1,3. По формуле (18)

СНиП проверим потери давления в счетчике. h= S^.q² =1.3^.0.352²= 0.24 м. Это меньше 5 м.

Счетчик можно принять. При установке счетчика надо предусмотреть при разводке сети прямой участок трубы. Диаметры труб подводки приборов принимаем по таблице 3.1 к унитазу не менее 8 мм, умывальнику, душу, мойкам не менее 10 мм.

Трубы канализации определяются по максимальным секундным стокам, они по нашим расчетам составили q_max=19,84 л/сек. Так как этот сток более 8 л/сек то залпового добавки в размере секундного стока одного унитаза в размере 1,6 л/сек не добавляют. Диаметр вентилируемого стояка канализации определяется по таблице 8 СНиП, при диаметре 150мм можно обеспечить сток 19,6 л/сек. Диаметр от приборов при этом надо принимать не менее 50 мм. Диаметр труб выпуска канализационных стоков определяется по максимальному секундному расходу q_max. Скорость течения должна быть не менее 0,7 м/сек в трубах d до 150мм.

Наполнение сечения трубы водой рекомендуется до h/d= 0,5,с тем ,чтобы обеспечить проветривание труб. Если проветривание не будет производиться, то в трубах может образоваться вакуум и срыв гидрозатворов на приборах. А это вызовет проникновение запахов из канализации в помещения.

Диаметр труб канализации определяется по формулам или номограммам. Так при наполняемости труб h/d= 0,6 используется формула:

Определим необходимый диаметр трубы канализации для отвода стоков в дворовую сеть при q_расч= q_max 19,84 л/сек = 0,01984 м³/сек

Можно принять диаметр d=200мм.

Проверка диаметра канализационного стока по номограмме приложение 9 СНиП

Определив основные характеристики трубопроводов подачи воды и стоков следует построить принципиальную разводку трубопроводов в виде аксонометрической схемы с показом ввода воды в тепловой узел, разводку по приборам. Вторую аксонометрическую схему построить для отводимой воды. От каждого прибора СС выводом в первый дворовой колодец. Стоки от моек после сбора грязной воды отчистить в жироловке и песколовке и после этого спустить в сеть канализации.

В приложении 1 к разделу 3 приведен пример графического оформления: план здания, аксонометрическая схема водопровода и канализации.