2.5 Определение расхода воды на нужды горячего водоснабжения

1) Определение максимального секундного расхода воды:

л/с,

где -нормативный расход воды водоразборным устройством, =0,2 л/с.; - коэффициент, определяемый по [1, прил.4] в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р.

Вероятность использования санитарно-технических приборов:

,

где - норма расхода горячей воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления, л/ч.

2) Определение максимального часового расхода воды:

л/ч,

где - коэффициент, определяемый по [1, прил.4] в зависимости от общего числа приборов N, обслуживаемых проектируемой системой, и вероятности их использования P_hr

- часовый расход воды санитарно-техническим прибором, =200 л/ч.

Вероятность использования санитарно-технических приборов:

,

3) Определение максимального суточного расхода воды:

м³/сут,

где - норма расхода горячей воды одним потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут.

2.6 Проектирование системы внутреннего холодного водоснабжения здания

Ориентировочное определение величины требуемого напора.

Требуемый напор - это напор, обеспечивающий бесперебойную подачу воды во все точки внутреннего водопровода.

Ориентировочная величина требуемого напора в точке подключения ввода к наружной водопроводной сети определяется по формуле:

м,

где 10 - напор, требуемый при одноэтажной застройке, м. вод. ст.;

n - число этажей в здании;

4 - напор, необходимый для каждого последующего этажа, выше первого, м. вод. ст.

Выбор системы и схемы питания сети внутреннего водопровода.

Схема сети внутреннего водопровода выбирается с учетом размещения водоразборных устройств в планах каждого этажа, режимов подачи и потребления воды, надежности снабжения потребителей водой, а также технико-экономической целесообразности. Особое внимание при проектировании уделяется рациональному размещению санитарно-технических устройств в здании. Например, санитарные узлы и водоразборную арматуру группируют поэтажно, располагая их друг над другом, трубопроводы прокладывают по кратчайшему расстоянию.

Требуемый напор, посчитанный по формуле (19) больше, чем данный по заданию свободный напор в городском водопроводе, поэтому необходимо проектировать систему водоснабжения здания с повысительной установкой (сеть кольцевая с нижней разводкой).

Построение аксонометрической схемы.

На плане типового этажа здания (приложенного к заданию) в масштабе 1:100 намечают точками места размещения водопроводных стояков и показывают разводки к водоразборным приборам. Прокладку стояков и подводок следует предусматривать открытой по стенам туалетов, кухонь и других подсобных помещений. Все водопроводные стояки должны быть пронумерованы слева направо.

На плане подвала точками показывают стояки и затем наносят магистрали, соединяющие стояки и ввод в здание. Ввод желательно проектировать в центре здания, т.к. при этом сокращается путь движения воды до самой удаленной водоразборной (диктующей) точки.

После проектирования ввода на плане подвала показывают место расположения водомерного узла.

Аксонометрическую схему вычерчивают в масштабе 1:100. На аксонометрической схеме показывают:

1) ввод с указанием диаметра и отметки оси трубопровода в месте пересечения с наружной стенкой здания;

2) водомерный узел;

3) запорную арматуру;

4) отметки на поэтажных отводках;

5) отметки уровня чистого поля 1, 2, 3,..., n-го этажа.

На аксонометрической схеме выбирается диктующая точка - наиболее удаленная от ввода, как по вертикали, так и по горизонтали.

Трубопровод от диктующей точки до ввода разбивается на участки, на протяжении которых не изменяется количество обслуживаемых приборов (или расход) и диаметр трубопроводов.

Участки обозначаются цифрами, указываются длина расчетного участка и диаметр трубопровода (определяется гидравлическим расчетом).

Гидравлический расчет сети внутреннего водоснабжения холодной воды

Таблица 2

Определение требуемого напора в наружной водопроводной сети.

Требуемый напор в наружной водопроводной сети в точке присоединения ввода определяется вторично по уточненной формуле:

м,

где h_г - геометрическая высота подъёма воды, м; h_г = 31,25 м,

h_тр - потери напора во внутренней сети по расчетному направлению, м;

h_тр = 7,187

h_сч - потери напора в счетчике воды, м; h_сч = 0,48м,

h_м - местные потери напора, принимаемые в размере 30% от потерь напора во внутренней сети, м; h_м = 0,3•h_тр =0,3 •7,187=2,15 м

h_р - рабочий напор у диктующего прибора, м; h_р = 2 м,

h_вв- потери напора на вводе, принимаемые в размере 30% от потерь напора на последнем участке цепи, м, h_вв = 0,7552 м.

Определение геометрической высоты подачи воды:

Определение абсолютной отметки оси ввода:

м,

где Н_ов- абсолютная отметка ввода, м;

Н_вгв- абсолютная отметка верха трубы городского водопровода, м;

- половина диаметра трубопровода городского водопровода, м;

- уклон трубопровода, ;

- расстояние от колодца городского водопровода до здания, м. l = 10м.

Определение абсолютной отметки диктующего прибора:

 м,

где Н_пп- абсолютная отметка пола подвала, м;

h_п- высота помещений в подвале, м;

h_пер- толщина междуэтажного перекрытия, м;

h_эт - высота этажа, определяемая как сумма высоты помещений в этаже и толщины междуэтажного перекрытия, м;

- количество этажей в здании;

h_пр- высота расположения диктующего прибора над полом, м.

Определение геометрической высоты подачи воды:

м.

Подбор счетчика воды:

Подбор счетчика для измерения количества воды, устанавливаемого на вводе внутреннего водопровода, производится в соответствии с [1, п. 11.4] так, чтобы допускаемый при длительной эксплуатации счетчика средний часовой расход воды (номинальный), был больше 4%-го максимального суточного расхода воды, т.е. чтобы соблюдалось соотношение:

где - номинальный расход воды через счетчик, м³/ч,

- максимальный суточный расход воды в здании, м³/ч.,

Калибр счетчика определяется по [1, табл. 4] или по прил. 5 на пропуск расчетного максимального секундного расхода воды. Потери напора в счетчике не должны превышать допустимых величин: в крыльчатом счетчике (калибром до 40 мм включительно) - 5 м, в турбинном (калибром 50 мм и более) - 2,5 м.

Потери напора на пропуск расчетного расхода воды определяются по формуле:

м,

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, зависящее от его калибра, м/(л /с)²;

- максимальный секундный расход воды на вводе в здание, принимается по расчету, л/с.

2.7 Проектирование системы внутреннего горячего водоснабжения здания

Выбор системы и схемы горячего водоснабжения.

Проектируем систему горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией, т.к. не хватает напора, используем насосную установку. Магистральные трубопроводы с нижней разводкой.

Системы водоснабжения.

При выборе системы горячего водоснабжения учитывают те же требования, что и при выборе системы холодного водоснабжения. Отличие системы горячего водоснабжения состоит в том, что дополнительно (при закрытой схеме) включаются устройства для приготовления горячей воды, циркуляционные трубопроводы для поддержания требуемой температуры горячей воды, циркуляционные насосы.

Схемы сетей внутренних водопроводов.

Сеть горячего водоснабжения состоит из горизонтальных подающих магистралей и вертикальных распределительных трубопроводов - стояков, от которых устраивают квартирные разводки. Стояки прокладываем как можно ближе к водоразборным приборам.

Построение аксонометрической схемы.

На аксонометрической схеме (М 1:100) показывают ввод водопровода, водомерный узел, водоподогреватсль, насосы, необходимую трубопроводную и водоразборную арматуру. Расчетная система трубопроводов разделяется на участки, которые нумеруются в направлении от наиболее удаленного участка водоразбора к вводу.

Гидравлические расчеты сети внутреннего водопровода.

Целями гидравлического расчета являются: определение необходимого расхода горячей воды, диаметров труб, требуемого напора, объема водонапорных баков - аккумуляторов, подачи и напора повысительных и циркуляционных насосов и к подбору водонагревателей.

Расчет подающих трубопроводов:

Диаметры труб в сети горячего водоснабжения определяют, как и в сети холодного водопровода с учетом уменьшения их диаметра в следствие отложений накипи и зарастания труб. Расчет выполняется в табличной форме (табл. 3). Потери напора на расчетных участках с учетом зарастания труб определяются по формуле:

м,

где i - потери напора на расчетном участке; l - длина расчетного участка, м; - коэффициент, учитывающий соотношение потерь напора на местные сопротивления и на трение по длине труб, равный: 0,1 - для водоразборных стояков без полотенцесушителей; 0,2 - для подающих распределительных труб; 0,5 - для водоразборных стояков с полотенцесушителями и для труб в тепловых пунктах. Общие потери напора в подающем трубопроводе расчетного направления(о самой высокой точки водоразбора, наиболее удаленной от ввода стояка, до водоподогревателя) определяются как сумма потерь по каждому из расчетных участков (табл. 3, графа 17).

Гидравлический расчет сети внутреннего водоснабжения горячей воды

Таблица 3

Требуемый напор в системе горячего водоснабжения:

Требуемый напор в точке присоединения системы горячего водоснабжения к трубопроводу, подающему холодную воду, определяют по формуле:

м,

где h_г- геометрическая высота подачи воды от оси трубопровода, подающего холодную воду в систему, до оси наиболее высоко расположенного прибора, м;

- сумма потерь напора в трубопроводах системы горячего водоснабжения, включая потери напора в водосчётчике, м, в трубках водоподогревателя, м;

Н_св- свободный напор перед прибором (прил. 1),. Н_св = 2 м.

Потери напора на пропуск расчетного расхода воды определяются по формуле:

м,

где S - гидравлическое сопротивление счетчика, зависящее от его калибра, м/(л /с)²;

- максимальный секундный расход воды на вводе в здание, принимается по расчету, л/с.

Потери напора в ёмких водоподогревателях определяются по формуле:

м,

где V- скорость движения воды в подающем трубопроводе.

Подбор ёмкого водоподогревателя:

Емкие водоподогреватели в системах горячего водоснабжения предназначены для выравнивания потребления горячей воды при ограниченной мощности источника теплоснабжения и равномерном потреблении горячей воды в здании или группе зданий. Необходимая поверхность нагрева змеевиков емких водоподогревателей определяется по формуле:

м²,

где - расчетный часовый расход тепла на горячее водоснабжение, ккал/ч;

- коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воде через стенку змеевика, (теплоноситель - вода);

- расчетная разность средних температур теплоносителя и нагреваемой воды, ;

1.1 - 1.2 - коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду.

Расчетная разность средних температур теплоносителя и нагреваемой воды определяется по формуле:

,

где Т_н и Т_к - начальная и конечная температуры теплоносителя (Т_н =75, Т_к =65);

- температура насыщения пара, ;

и - начальная и конечная температуры нагреваемой воды, , .

Расчетный часовой расход тепла на нужды горячего водоснабжения в жилых зданиях определяют по формуле:

ккал/ч,

где - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, ;

- норма расхода горячей воды в сутки наибольшего водопотребления (прил. 2), л/сут;

U- количество потребителей горячей воды, чел.;

t_н = t_х , t_к = t_{г .}

Расчет циркуляционных трубопроводов

Циркуляция горячей воды предусматривается для предотвращения остывания воды у точек водоразбора в системах горячего водоснабжения жилых зданий, больниц и в зданиях, где необходимо поддерживать равномерную температуру водоразбора в течнии суток. Требуемый циркуляционный расход воды в трубопроводах стояков систем горячего водоснабжения определяем по формуле:

где Q_п - потери тепла подающими трубопроводами, определяемые при одной средней температуре горячей воды для трубопроводов всех стояков системы;

Дt - разность температур горячей воды в трубопроводах водоразборных стояков, принимаемая от 5 до 15 °С в зависимости от протяженности циркуляционного кольца.

ккал/ч

Диаметры циркуляционнных трбопроводов выбирают на 1-2 типоразмера меньше соответствующих подающих трубопроводов.

Расчетный напор циркуляционного насоса вычисляем из условия обеспечения циркуляции при водоразборе в количестве 15% от максимального часового расхода:

, л/с

Н₁ - потери напора в подающем трубопроводе и оборудовании при циркуляционном расходе;

Н₂ - потери напора в циркуляционном трубопроводе;

G_Ц - циркуляционный расход; G_Ц = 120 л/ч.

G_Г - расчетный часовой расход горячей воды, G_г = 2,102 м³/ч = 2102 л/ч

Н₁ = 22 кПа = (м)

Н₂ = 32 кПа = (м).