Отопление жилого здания

 
 

       7.3 Расчет циркуляционного напора в системе водяного отопления

       Как правило, расчет любой системы отопления  начинается с расчета наиболее протяженной  и нагруженной ветви, а в ней выбирают основное циркуляционное кольцо (ОЦК). Для тупиковых систем ОЦК проходит через наиболее удаленный, а при равных длинах, через наиболее нагруженный стояк расчетной ветви. Количество колец в однотрубных вертикальных системах равно количеству стояков.

       Для ОЦК вычисляется расчетный циркуляционный напор, Н_р, Па, по выражению (22)

                                                                      Н_р=Н_н+Б*Н_е.                                                 (22)

где	Нн	-	искусственный напор создаваемый в системе элеватором, Па, равный 100∙lоцк ;
	Не	-	гравитационный  напор, возникающий в кольце системы  вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах и в открытых неизолированных трубопроводах, Па;
	Б	-	коэффициент, учитывающий  значение Не в период поддержания расчетного гидравлического режима в системе, для проектируемой системы равный 1.

 

       Величина  Н_е, Па, определяют по приближенной формуле (23)

        .                                              (23)

где	ε	-	среднее приращение воды при охлаждении ее на 1°С, при tг и tо=95°С и 70 °С равный 0,64. Gст [13];
	Gст	-	массовый расход воды через стояк основного кольца, кг/ч, вычисляемый по формуле (21);
		-	сумма произведений мощностей нагревательных приборов стояка на вертикальное расстояние от условного центра охлаждения приборов до центра нагревания воды в системе (ось элеватора для проектируемой системы).

       Найдем  по формуле (22) с учетом выражения (23) расчетный циркуляционный напор для каждой из двух расчетных ветвей системы отопления. В качестве ОЦК ветви 1 принимаем его проходящим через стояк №1. Для ветви 3 выберем кольцо, проходящее через стояк №8, так как при практически равных длинах циркуляционных колец, проходящих через стояки 8 и 7, стояк №8 является более загруженным.

       Расчет  приведен в таблице 9. 

Таблица 9 - Расчет циркуляционного давления и напора

№ ветви	lоцк	Hн	g	ε	с	Gст		Не	Б	Нр
	м	Па	м/с2		кДж/(кг∙ºС)	кг/ч	Вт∙м	Па		Па
1	74,0	7400	9,81	0,64	4,187	146	22803	843	0.4	7737
3	72,1	7210	9,81	0,64	4,187	161	25091	841	0.4	7547

 

       7.4 Метод удельных потерь на трение

       Этот  наиболее универсальный метод применяется в совокупности со способом расчета при постоянных перепадах температур. По этому методу подбирают диаметр труб при равных перепадах температуры воды во всех стояках и ветвях.

       Рассчитаем  ветвь 1 данным методом.

       Сущность  данного метода в том, что по заранее известной величине средней удельной потери давления на трение, для ОЦК или ветви трубопровода при помощи таблиц по рассчитанным расходам, выполняют сначала предварительный, а затем окончательный гидравлический расчет.

       Предварительный расчет начинается с определения величины средней удельной потери давления на трение в магистральных участках ОЦК и в удаленном стояке по выражениям (24) и (25)

        ,    Па/м                            (24) 

             Па/м                                 (25)

где	0,9∙Hр	-	ориентировочное значение величины гидравлического  сопротивления ОЦК, точнее это значение будет известно только после расчета и должно находиться в пределах 90-95% от Нр;
	β	-	коэффициент, учитывающий  долю потерь давления ан трение от общих  гидравлических потерь, для систем с искусственной циркуляцией принимают β=0,65;
	lст	-	длина наиболее  удаленного стояка,  включающая  горизонтальные трубопроводы стояка, вертикальные трубопроводы и подводки к стоякам, м;
	lОЦК	-	общая длина  всех участков ОЦК, м.

 

       Используя величину ориентировочных потерь на трение и расчетные расходы теплоносителя  G, по приложению II [4] назначают диаметры труб и находят действительные удельные потери на трение R, а также скорость движения воды.

       Гидравлическое  сопротивление отдельного участка  системы по методу удельных потерь на трение вычисляется с использование формул (26), (27) и (28) [13] 

      ,                                                      (26)

,                                                      (27)

      .                                                        (28)

где	R∙l	-	потери давления на трение на участке длиной l, м;
	Z	-	потери давления в местных сопротивлениях участка, Па;
	∑ξ	-	сумма коэффициентов  местных сопротивлений (к.м.с.) на участке;
	w	-	скорость воды на участке, м/с;
	ρ	-	плотность воды, принимаем равной 971,8 кг/м3.

 

       Расчет  ведется в табличной форме. Результаты расчета для ветви №1 приведены в таблице 10, значения к.м.с. - в таблице 11.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Таблица 10-Гидравлический расчет ОЦК ветви №1 

участок расход  теплоносителя на участке G, кг/ч длина участка l, м диам  усл прохода трубопровода dy, мм скорость  движения воды в трубопроводе w, м/с уд  потери давления на трение R, Па/м потери  давления на трение на участке   R*l, Па сумма к.м.с. потери  давления в местн. сопр. Z, Па потери  давления на участке (R*l+Z), Па 0-1 1812 2,5 50 0,264 15,9 39,8 0,5 16,9 56,7 1-2 748 7,4 40 0,170 11,2 82,9 6,3 88,7 171,6 2-3 374 3,3 25 0,218 27 89,1 14,3 329,8 418,9 3-4 263 5,8 20 0,239 45 261,0 10 278,5 539,5 4-5 146 6,8 15 0,236 67,5 459,0 10,5 284,8 743,8 5-5' 146 22,7 15 0,236 67,5 1532,3 58,4 1583,8 3116,1 5'-4' 146 7,2 15 0,236 67,5 486,0 15,3 414,9 900,9 4'-3' 263 5,6 20 0,239 45 252,0 11,2 311,9 563,9 3'-2' 374 2,3 25 0,218 27 62,1 13,5 311,4 373,5 2'-1' 748 7,3 40 0,170 11,2 81,8 5 70,4 152,1 1'-0' 1812 2,45 50 0,264 15,9 39,0 4,4 148,9 187,8                   7224,7 увязка  ответвлений 4-4' 117 15 10 0,426 140 2100,0 36,2 3191,8 5291,8   117 7,8 15 0,189 45 351,0 19,3 336,1 687,1 3-3' 111 18,3 10 0,404 108 1976,4 41,2 3269,7 5246,1   111 4,3 15 0,180 41 176,3 8,3 130,1 306,4

 

Таблица 11 –  Значения к.м.с. для ветви №1 

№ участка	dу	Название  местного сопротивления	количество  на участке	значение  к.м.с.	Сумма к.м.с. на участке
	мм		шт
0-1	50	Задвижка	1	0,5	0,5
1-2	40	Тройник при  делении потока	1	6,3	6,3
2-3	25	Вентиль	1	8	14,3
		Тройник при делении потока	1	6,3
		Тройник пробковый	1	1
3-4	20	Вентиль	1	8	10
		Тройник проход	1	1
		Тройник пробковый	1	1
4-5	15	Вентиль	1	8	10,5
		Тройник проход	1	1
		Тройник пробковый	1	1,5
	15				58,4
		Отвод на 900	9	0,6
5-5’		Радиатор М-90 – 108	6	1,4
		Кран КРТ  на поворот	16	3,5
5’-4’	15	Вентиль	1	8	15,3
		Тройник проход	1	1
		Тройник пробковый	1	1
4’-3’	20	Вентиль	1	8	11,2
		Тройник проход	1	2
		Тройник пробковый	1	1,2
3I-2I	25	Вентиль	1	8	13,5
		Тройник на проход	1	2
		Тройник пробковый	1	3,5
2I-1I	32	Тройник на противоток	1	5	5
1I-0I	50	Задвижка	1	4,4	4,4