5.6 Гидравлический расчет циркуляционного кольца системы отопления

Изменения №3 к СниП 2.04.05-91 требуют обеспечения учета теплоты на каждую квартиру, помещения общественного назначения, расположенных в здании и на все здание в целом.

В каждом проекте необходимо обеспечить учет теплоты в каждой квартире, в спортзале, на жилой сектор и на все здание в целом. Это вызывает некоторую специфику в расположении проектируемой отопительной сети. Система должна быть двухтрубной, в каждую квартиру должно подходить два стояка, один горячей воды, другой обратной воды. От стояка горячей воды к стояку обратной воды прокладывается горизонтальный теплопровод, к которому подсоединяются все отопительные приборы квартиры. Сразу же за стояком, на теплопроводе идущем в квартире, устанавливается теплосчетчик.

Возможно стояки горячей и обратной воды устанавливать на несколько квартир, или на этаж. Возможен вариант проектирования поквартирного отопления, с установкой в каждой квартире автоматизорованных теплогенераторов. Проектирование поквартирного отопления в настоящем проекте решается преподавателем, при выдаче задания.

Перед гидравлическим расчетом необходимо предварительно выполнить:

1. Разместить на планах этажей отопительные приборы, горячие и обратные стояки, стояки пронумеровать.

Правила размещения элементов водяного отопления в здании смотри: §24, стр 136-145 и §31 стр.188-192 [3], стр 5-8 [13] и изменение №3 к СниП 2.04.05-91

2. Вычертить аксонометрическую схему трубопроводов отопления, указав расположение запорной арматуры. Запорную арматуру устанавливаем с учетом:

• возможности отключения элеватора и всей системы отопления здания от наружных сетей,

• возможности отключения по одной из двух частей здания.

• возможности отключения каждого стояка. На каждом приборе проставить его тепловую нагрузку, стояки пронумеровать.

3. Определить главное циркуляционное кольцо.

Самым невыгодным циркуляционным кольцом для тупиковой системы является кольцо через наиболее удаленный стояк, это кольцо называют главным и рассчитывают в первую очередь. В курсовом проекте рассчитать только это кольцо.

4. Обозначить на аксонометрической схеме расчетные участки по главному циркуляционному кольцу. Расчетный участок – участок трубопровода с равным расходом воды и постоянной скоростью теплоносителя. Для удобства определения расчетных участков определим и пронумеруем все точки, на главном циркуляционном кольце, где изменяется расход теплоносителя.

Номеруем участки, указав для каждого участка тепловую нагрузку над выносной чертой и длину участка под ней.

Порядковые номера расчетных участков проставляют по ходу теплоносителя от теплового пункта до конечного нагревательного прибора и обратно.

5 Определяем расчетное циркуляционное давление. Для систем с насосной циркуляцией

где - давление создаваемое насосом (элеватором), Па

Е – коэффициент, принимаемый 0,4 – 0,5;

и - естественное дополнительное давление от остывания воды в приборах и трубах, Па.

Давление, создаваемое элеватором принимаем равным 1,2 10⁴ Па.

При определении суммы ( + ) для насосных систем можно воспользоваться формулой:

где n_эт – число этажей в здании,

h_эт – высота одного этажа.

Если эта сумма меньше 0,1 , то ее не учитывают.

6 Гидравлический расчет кольца. Тепловую нагрузку каждого расчетного участка Q_уч определяем как требуемый тепловой поток теплоносителя, обеспечивающий теплоотдачу всех присоединенных к нему приборов.

Если расчет вести от точки присоединения горячей воды к системе (участок № 1), то тепловая нагрузка каждого последующего участка меньше тепловой нагрузки предшествующего на величину отведенного теплового потока, а в обратной линии – больше на величину подведенного теплового потока.

Результаты гидравлического расчета участков циркуляционного кольца сводим в таблицу 5.5.

Графы 1, 2, 4 заполним по аксонометрической схеме.

Расход теплоносителя определяем по формуле:

Определяем средние удельные потери на трение по кольцу:

где для насосных систем = 0,65

При заполнении граф 5,6, 7 надо ориентироваться на R_ср.

Подбор диаметров труб и определение потерь по длине производим по таблице приложения 6 [3]. Фактическая удельная потеря давления на трение – графа 7 – должна быть близка к R_ср.(желательно)

Составляем список местных сопротивлений и определяем их.

Местные сопротивления рассчитываем по формуле:

где - динамическое давление воды определяем по приложению 7 [3],

- коэффициент местного сопротивления, определяемый по таблице приложения 5 [3].

Гидравлический расчет одного кольца состоит в подборе диаметра труб каждого участка, входящего в кольцо, определение фактических потерь давления на каждом участке и суммарных потерь давления в кольце.

Сравниваем общие потери давления в кольце с расчетным циркуляционным давлением в этом кольце . Должно быть выполнено условие:

На неучтенные местные сопротивления, неточности в монтаже системы и прочие неучтенные потери нужно оставить некоторый запас, но не более 10 %. Если запас окажется больше или меньше надо на отдельных участках сменить диаметр труб, чтобы увеличить или уменьшить потери давления на этом участке. Но обязательно следить, чтобы скорость воды в трубах не превышала предельных допустимых скоростей.

7. Кратко описать способ удаления воздуха из системы отопления в зависимости от расположения разводящих магистралей.

Таблица 5.4 - Таблица гидравлического расчета циркуляционного кольца.

Таблица 5.5 - Предельные скорости движения воды в трубах.