Файл: Учебное пособие соответствует рабочей программе дисциплины Теплогазоснабжение и вентиляция.doc

Q_уч  Q₁  _{1 2} ,(2.1)

где Q₁ – сумма тепловых нагрузок нагревательных приборов, к которым подводится или от которых отводится теплоноситель по данному участку; ₁ и ₂ – коэффициенты, учитывающие условия работы приборов (прил. 6).

3. 
   Назначаются параметры теплоносителя – в общем случае это составляет 95/70 С, тогда как в помещениях с повышенными требованиями к комфортности – 85/60 С, в зданиях повышенной этажности и при большом количестве последовательно присоединенных отопительных приборов в однотрубной системе отопления (6 и более) – 105/70 С.
   

Определяется расчетное циркуляционное давление для рассчитываемого кольца Р_р, Па.

В системах с естественной циркуляцией

Р_р  Р_е, (2.2)

где Р_е – естественное циркуляционное давление в кольце;

Р_е  Р_епр, Р_етр, ,(2.3)

где Р_{е пр,} – давление, возникающее за счет остывания воды в отопительных приборах; Р_{е тр,} –давление, возникающее за счет остывания воды в трубах; Р_{е тр,} учитывается только в системах с верхней разводкой и определяется по справочным данным. В расчетно-графической работе давление Р_{е тр,} принимается 150 Па.

Методика расчета давления, возникающего за счет остывания воды в отопительных приборах, назначается в соответствии со схемой системы отопления (верхняя или нижняя разводка, однотрубная или двухтрубная). Примеры расчетных схем и формулы для определения Р_{е пр,} представлены на рис. 2.5–2.7.

Для двухтрубных систем водяного отопления с верхней (рис. 2.5) и нижней разводкой

Р_{е пр,} = gh(₀– _г ), (2.4)

где h – расстояние от центра котла или водонагревателя до центра отопительного прибора в расчетном кольце (показано расстояние hдо центра прибора на первом этаже, через который проходит наиболее неблагоприятное расчетное циркуляционное кольцо), м; ₀ и_г– величины плотности горячей и охлажденной воды в системе отопления, кг/м

---

³.

Рис. 2.5. Принципиальная схема двухтрубной системы водяного отопления с нососной циркуляцией: 1 – генератор тепла; 2 – насос; 3 – расширительный сосуд: 4 – главный стояк; 5 – отопительные приборы; 6 – подающий стояк; 7 – обратный стояк: 8 – воздухоотводчик; 9 – фильтр

Рис. 2.6. Принципиальная схема однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией (обозначения см. на рис. 2.5)

Д ля однотрубных систем водяного отопления при верхней разводке

(рис. 2.6)

Ре пр. ghпр   о г 

gh₁   _{1 г}  gh₂  _{2 г} , (2.5)

где h_пр – вертикальное расстояние от центра генератора тепла до центра нагревательного прибора первого этажа, м; h₁,h₂ и т. д. – вертикальное расстояние от центра нагревательных

приборов одного этажа до центра Рис. 2.7. Принципиальная схема однотрубприборов следующего этажа, м; ной системы водяного отопления с нижней

^_г , ^₁, ^₂, ^₀ – значения плотности разводкой. Обозначения см. на рис. 2.5

воды, поступающей в систему, смеси воды на соответствующем участке и охлажденной воды, кг/м³. Количество слагаемых в этой формуле соответствует количеству этажей.

Для однотрубных систем водяного отопления при нижней разводке (см. рис. 2.7)и размещении нагревательных приборов как на нисходящей, так и на восходящей частях стояка [формула (2.5)] для участков, соответствующих h₁,h₂ и т. д., вместо _гподставляются расчетные значения плотности воды на соответствующих участках восходящего стояка:

Р_епр. gh_пр   _{0 г}  gh₁   _{4 1}  gh₂  _{3 2} . (2.6)

Величина плотности воды определяется в зависимости от ее температуры по справочным данным (прил. 7). Температура воды на участках стояка однотрубной системы водяного отопления t_i определяется по формуле

ti_{  }tг tг tо _

---

Qi, (2.7)

Q_ст

где ^t_г и ^t_о – температура горячей воды, подаваемой в систему отопления и отработанной воды, °С; ^Q_i – суммарная тепловая нагрузка приборов на стояке, расположенных выше (ранее) рассматриваемого участка по течению воды, Вт; ^Q_ст –тепловая нагрузка всего стояка, Вт.

В системах с насосной циркуляцией расчетное циркуляционное давление для рассчитываемого кольца Р_р, Па, определяется по формуле

Р_р  Р_нас  Е Р_е, (2.8)

где Р_нас – циркуляционное давление, создаваемое насосом, Па; Е – доля естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчетах;Р_е – естественное давление, вызванное охлаждением воды в системе и определяемое по формуле (2.3).

Обычно принимается Е = 0,4–0,5 для двухтрубных и Е= 1 для однотрубных систем отопления. Для Р_нас предварительно принимается

10000 Па, при подборе марки насоса эта величина может корректироваться.

При теплоснабжении от ТЭЦ или ЦТП и использовании гидроэлеватора в зависимых системах отопления (см. рис. 2.1) циркуляционное давление также определяется по формуле (2.8), но ^Р_нас рассчитывается по другому выражению:

нас Рс , (2.9)

_Р  2

1,4 1U

где ^Р_с –перепад давлений в подающей и обратной магистралях ТЭЦ, Па (по заданию); U – коэффициент смешения, представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды ^G_пк массе воды, поступающей в систему отопления из тепловой сети ^G_с , который определяется по формуле

U (T^{tг )} , (2.10)

(t_г t₀)

где T – температура перегретой воды в подающей магистрали ТЭЦ, С (по заданию); ^t_г – температура воды, поступающей в систему отопления, С (назначается в соответствии с рекомендациями пункта 2, см. подразд. 2.3);

---

t₀ – температура отработанной воды на выходе из системы отопления, °С.

4. 
   Определяются расходы воды на участках расчетного циркуляционного кольца G_уч, кг/ч:
   

Q^уч

G_уч  ,(2.11)

1,16 (t_г t₀ )

где Q_уч–расчетные потоки теплоты на участках, определенные, Вт, по формуле (2.1).

4. 
   Назначаются предварительные диаметры трубопроводов участков большого циркуляционного кольца. При этом рекомендуется принимать такие диаметры, для которых при расчетных расходах G_уч удельные потери давления на трение R примерно соответствуют среднему значению удельных потерь давления в расчетном циркуляционном кольце R_ср:
   

P^р

R_ср  0,65 , (2.12)

L

где 0,65 – ориентировочная доля потерь давления по длине в общих потерях давления; P_р – расчетное циркуляционное давление для рассчитываемого кольца, определенное по рекомендациям пункта 3, Па; L – суммарная длина участков кольца, м.

Расчет ведется с использованием таблиц или номограммы для гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления (см. прил. 7).

По номограмме (прил. 7) по определенным ранее значениям G_уч и R_срназначаются диаметры участков, определяются скорости и расчетные удельные потери давления по длине R.

Например, расчетный расход G_уч = 1400 кг/ч, R_ср= 200 Па/м. По номограмме (прил. 7) выбирается диаметр участка d = 25 мм, для которого при этом расчетном расходе удельные потери давления на участке (R= 285 Па/м) максимально близки значению R_ср,скорость движения воды при этом V = 0,7 м/с. Схема определения этих параметров на номограмме (см. прил. 7) показана пунктиром.

Аналогичным образом назначаются диаметры для всех участков кольца и определяются параметры их работы. Задачей расчета является подбор таких диаметров трубопроводов, при которых суммарные потери давления всех участков в расчетном кольце (RL+Z) будут меньше расчетного циркуляционного давления P_p, но с запасом 10–15 %, т.е. должно соблюдаться условие

RL Z P_p, (2.13)

где L– длины участков, м; RL – величина потерь давления по длине этих участков, Па;

---

Z – величина потерь давления в местных сопротивлениях на участках, Па; (RL + Z) – суммарные потери давления на участках;

Z_ ^{V2 } , (2.14)

2

где _ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, принимаемых по прил. 11;  – плотность воды, принимаемая в этом расчете для всех участков равной 980кг/м³; V – скорость движения воды на участке, м/с. Комплекс V²/2 = P_v называется динамическим давлением, он может вычисляться или определяться по номограмме (см. прил. 7). Формула (2.14) при этом приводится к виду ZP_v. (2.15)

Если с первой попытки не удается выполнить требования неравенст- ва (2.13), следует изменить диаметры трубопроводов на одном или не- скольких участках, что приведет к увеличению или уменьшению суммарных потерь давления(RL+ Z)и позволит добиться выполнения этого условия.

6. Для того чтобы общий расход теплоносителя распределялся по всем стоякам в соответствии с их расчетной нагрузкой, необходимо провести увязку колец, т.е. обеспечить равенство потерь давления при пропуске расчетных расходов теплоносителя во всех кольцах. В расчетно-графической работе такой расчет не выполняется.

В очень малых зданиях при зависимых системах отопления перепад давлений в тепловой сети может существенно превосходить необходимый, так как величина P_p многократно превышает(RL+ Z). Чтобы не допустить перерасхода теплоносителя и обеспечить рекомендуемый запас давления допускается установка на вводе дополнительного гидравлического сопротивления – диафрагмы, диаметр которой, мм, определяется по формуле

d11,3 , (2.16)

где G – расход теплоносителя, проходящий через диафрагму (на вводе), кг/ч; Р – потери давления, Па, которые должна создать диафрагма, чтобы обеспечить рекомендуемый запас давления в неравенстве (2.13). Диафрагмы с отверстием менее 10 мм склонны к зарастанию и засорению, поэтому вместо них для регулирования перепада давления рекомендуется использование автоматических балансировочных клапанов, например, серии АВ-QМ по каталогам фирмы Danfoss. Такие клапаны регулируют и поддерживают необходимый перепад давлений, а также позволяют производить слив теплоносителя.

---