Потери напора на участках трубопроводов закрытых систем горячего водоснабжения следует определять с учетом зарастания труб по формуле

H = i · l · (1+ ) , (2.12)

где i – удельные потери напора, принимаемые согласно [1 прил.6] либо по прил. 6 методического пособия;

l – длина участка в метрах;

- коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, значения которого следует принимать:

• 0,2 – для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов;

• 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями;

• 0,1 – для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.

2.5 Подбор счетчика холодной воды

В тепловых пунктах закрытых систем для учета потребления воды на нужды горячего водоснабжения счетчики холодной воды следует устанавливать на трубопроводах подающих водопроводную воду к водоподогревателям. Диаметр условного прохода счетчика следует выбирать исходя из среднечасового расхода воды за сутки наибольшего водопотребления (см. формулу (2.5) учебного пособия), который не должен превышать ближайший по величине эксплуатационный, принимаемый по приложению 5 учебного пособия.

Счетчик с принятым диаметром условного прохода надлежит проверить на величину потерь напора h при пропуске максимального секундного расхода в системе, при котором потери напора не должны превышать в крыльчатых счетчиках 5 м, турбинных 2,5 м.

Потери напора в счетчиках h, м, при расчетном секундном расходе воды , л/с, следует определять по формуле

h = s · ( )  (2.13)

где S – гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по приложению 5 учебного пособия.

При значении h, превышающем допустимые значения следует принять счетчик с большим диаметром условного прохода.

2.6 Определение теплопотерь и циркуляционных расходов в подающих трубопроводах системы горячего водоснабжения

Циркуляционный расход горячей воды в системе , л/с, следует определять по формуле

, (2.14)

где - суммарные теплопотери подающими трубопроводами системы ГВС, кВт;

- разность температур в подающих трубопроводах системы от водоподогревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, ;

- коэффициент разрегулировки циркуляции.

Для системы с переменным сопротивлением циркуляционных стояков величину следует определять по подающим трубопроводам и водоразборным стоякам при = 10 и = 1; при одинаковом сопротивлении секционных узлов или стояков величину следует определять по водоразборным стоякам при = 8,5 и = 1,3.

Теплопотери участком трубопровода следует определять по формуле

, (2.15)

где q – теплопотери 1 м трубопровода, Вт/м;

l – длина участка трубопровода, м.

При расчете теплопотерь участков водоразборных стояков теплопотери полотенцесушителя могут быть приняты равными 100-150 Вт, при этом его длина должна быть исключена из длины этажестояка.

Значения q в зависимости от условий прокладки приведены в приложении 7 учебного пособия.

Пример расчета теплопотерь и циркуляционных расходов приведен на странице 33 учебного пособия.

2.7 Гидравлический расчет циркуляционного кольца системы ГВС

Расчетное циркуляционное кольцо системы ГВС состоит из двух частей: подающего трубопровода от водоподогревателей ЦТП до точки подключения к водоразборному стояку квартирной разводки к наиболее удаленному водоразборному прибору и циркуляционного трубопровода от указанной точки до водоподогревателей ЦТП.

Диаметры циркуляционных трубопроводов принимают из расчета пропуска найденных ранее циркуляционных расходов с учетом допускаемых скоростей при выполнении следующих условий:

а) потери давления при требуемых циркуляционных расходах как в подающих, так и в циркуляционных трубопроводах от водоподогревателей до наиболее удаленных водоразборных приборов в каждой ветви системы не должны отличаться для разных ветвей более чем на 10%;

б) суммарные потери давления в подающих и циркуляционных стояках секционных узлов между точками присоединения их к распределительному подающему и сборному циркуляционному трубопроводам не должны отличаться более чем на 10%;

в) потери давления в секционных узлах при расчетном циркуляционном расходе должны составлять 0,03- 0,06 МПа.

Увязку потерь давления между различными ветвями системы, а также между секционными узлами здания следует выполнять путем соответствующего подбора диаметров циркуляционных трубопроводов, а при невозможности увязки диаметрами следует предусматривать установку диафрагм на циркуляционном трубопроводе. Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм. Если по расчету диаметр диафрагмы получается менее 10 мм, допускается вместо диафрагмы предусматривать установку крана для регулирования давления. Диаметр отверстий регулирующих диафрагм , мм, рекомендуется определять по формуле

, (2.16)

где q – расход воды через диафрагму, л/с;

- избыточный напор, который следует погасить диафрагмой, м;

d – внутренний диаметр трубопровода, мм.

2.8 Подбор водоподогревателей

В тепловых пунктах для нагрева водопроводной воды следует применять водяные горизонтальные секционные кожухотрубные или пластинчатые водоподогреватели. В качестве кожухотрубных секционных водоподогревателей рекомендуется применять водо-водяные подогреватели по ГОСТ 27590, состоящие из секций кожухотрубного типа с блоком опорных перегородок для теплоносителя давлением до 1,6 МПа и температурой до 150 . В качестве пластинчатых рекомендуется применять водоподогреватели по ГОСТ 15518, а также водоподогреватели зарубежных фирм Альфа-Лаваль, СВЕП, AVP, Цететерм. Для систем горячего водоснабжения допускается применять емкостные водоподогреватели с одновременным использованием их в качестве баков-аккумуляторов горячей воды.

Для водо-водяных подогревателей следует принимать противоточную схему потоков теплоносителей. В кожухотрубных водоподогревателях систем горячего водоснабжения греющая (сетевая) вода должна поступать в межтрубное пространство, нагреваемая (водопроводная) вода - в трубки.

В пластинчатых теплообменниках нагреваемая вода должна проходить вдоль первой и последней пластин. Для систем горячего водоснабжения горизонтальные секционные кожухотрубные водоподогреватели должны применяться с латунными трубками. Для пластинчатых теплообменников должны применяться пластины из нержавеющей стали.

Схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения выбирается в зависимости от соотношения максимального потока теплоты на горячее водоснабжение и максимального потока теплоты на отопление :

При значениях - одноступенчатая параллельная схема (см. рис. 15.1 прил. 15 учебного пособия);

При значениях - одноступенчатая предвключенная схема (см. рис.15.2 прил. 15 учебного пособия);

При значениях - двухступенчатые смешанная (см. рис. 15.3-15.4 учебного пособия) или последовательная схемы.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение определяется по формуле (2.9) учебного пособия. Расчетный тепловой поток на нужды отопления микрорайона определяется по следующей формуле

, (2.17)

где А – общая площадь жилых зданий микрорайона, м²;

- укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий, Вт/м² общей площади, который следует принимать по таблице 2.3 учебного пособия.

Таблица 2.3. Укрупненные показатели максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий , Вт на 1 м² общей площади

Расчет поверхности нагрева водо-водяных подогревателей для систем горячего водоснабжения производится при температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети, соответствующей точке излома графика температуры воды или при минимальной температуре воды, если отсутствует излом графика температур. Установка водоподогревателей горячего водоснабжения в ЦТП предусматривается в два потока – два параллельно включенных водоподогревателя в каждой ступени. При этом водоподогреватели каждого потока должны обеспечить 50% требуемого расчетного теплового потока на горячее водоснабжение.

Технические характеристики водоподогревателей для систем горячего водоснабжения приведены в приложениях 9,10 учебного пособия. На рисунках 9.1 и 10.1 приложений 9 и 10 приведены общий вид и элементы конструкций теплообменников; примеры теплового и гидравлического расчетов различных типов водоподогревателей приведены в литературе [2,6,13], а также на страницах 37-56 учебного пособия.

2.9 Подбор насосов

При постоянном или периодическом недостатке напора, а также при необходимости поддержания принудительной циркуляции, в централизованных системах горячего водоснабжения необходимо предусматривать устройство насосных установок.

В ЦТП для систем горячего водоснабжения могут быть установлены следующие группы насосов: повысительные (основной и резервный), циркуляционные или циркуляционно-повысительные (основной и резервный). Назначение насосов: повысительных – обеспечить расчетное давление горячей воды, поступающей к потребителям при недостаточном давлении в городском водопроводе на вводе в ЦТП; циркуляционных – обеспечить постоянную циркуляцию воды в системе горячего водоснабжения, чтобы предотвратить ее остывание и, соответственно, бесполезный слив остывшей воды. Циркуляционные насосы при недостаточном давлении в городском водопроводе следует устанавливать по циркуляционно-повысительной схеме (на подающем трубопроводе между первой и второй ступенями водоподогревателя), что, кроме обеспечения циркуляции, позволяет увеличить также давление в системе горячего водоснабжения при водоразборе, снизить мощность повысительных насосов, а следовательно, и суммарный расход электроэнергии на перекачку воды. При достаточном давлении в городском водопроводе циркуляционный насос устанавливают по циркуляционной схеме (на циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения перед водоподогревателем). Предварительно для определения схемы установки циркуляционного насоса необходимо сравнить величину гарантированного напора городского водопровода на вводе в ЦТП Н_g с величиной требуемого напора в режиме максимального водоразбора при пропуске расчетного расхода горячей воды .

Требуемый напор в точке присоединения системы горячего водоснабжения к трубопроводу, подающему холодную воду , м следует определять по формуле

, (2.18)

где - геометрическая высота подачи воды от уровня ввода водопровода в ЦТП (пола ЦТП) до наиболее высоко расположенного санитарного прибора, м;

- сумма потерь напора в трубопроводах главной ветви системы от ЦТП до наиболее удаленной точки трубопровода, м;

- свободный напор, м, у дальнего водоразборного прибора, который следует принимать:

а) для моек и умывальников со смесителями – 2 м;

б) для ванн и душей со смесителями – 3 м;

- потери напора в счетчике холодной воды, м;

- потери напора для нагреваемой воды в водоподогревателях ЦТП, м.

Потери напора для нагреваемой воды в секционных кожухотрубных водоподогревателях , м, определяются по формулам:

а) при длине секции 4 м

, (2.19)

б) при длине секции 2 м

, (2.20)

где - коэффициент, учитывающий накипеобразование, принимаемый по опытным данным, при их отсутствии следует принимать = 2-3;

- скорость движения воды в трубах водоподогревателя при пропуске максимального секундного расхода , м/с;

N – число секций водоподогревателя, шт.

Потери напора для нагреваемой воды в пластинчатых водоподогревателях определяются по формуле

, (2.21)

где - коэффициент, учитывающий накипеобразование, при отсутствии опытных данных следует принимать = 1,5-2;

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины, может быть принят по таблице 9.1 приложения 9 учебного пособия;

- скорость нагреваемой воды при прохождении максимального

секундного расхода , м/с;

- средняя температура нагреваемой воды в водоподогревателе, ;

x – количество ходов нагреваемой воды.

Напор повысительного насоса , м, определяется по формуле

(2.22)

Подача повысительного насоса , м³/ч, определяется по формуле

(2.23)

В случае если гарантированный напор городского водопровода на вводе в ЦТП сможет компенсировать все потери напора в системе горячего водоснабжения (выполняется условие ), необходимо предусмотреть установку только циркуляционного насоса по циркуляционной схеме.

При установке циркуляционного насоса по циркуляционной схеме его подача должна быть равна суммарному циркуляционному расходу горячей воды в системе . Напор циркуляционного насоса следует определять по следующей формуле

, (2.24)

где и - потери напора соответственно по подающим и циркуляционным трубопроводам наиболее протяженного кольца системы горячего водоснабжения при пропуске циркуляционного расхода, , м;

x - доля максимального водоразбора, принимаемая для квартальных систем горячего водоснабжения от ЦТП равной 0,5 – 0,7;

- потери напора в водоподогревателе второй ступени при пропуске суммы расходов для одного потока, м.

При недостаточном напоре городского водопровода при пропуске максимального секундного расхода (выполняется условие ), следует предусматривать установку циркуляционно-повысительного насоса по циркуляционно-повысительной схеме. Подача циркуляционно-повысительного насоса должна быть равна максимальному секундному расходу воды .

Напор циркуляционно-повысительного насоса следует определять также по формуле (2.24). Если напор принятого циркуляционно-повысительного насоса не компенсирует недостаток напора в системе горячего водоснабжения при водоразборе , следует предусмотреть установку дополнительно повысительного насоса на трубопроводе холодной волы перед водоподогревателями первой ступени. Напор повысительного насоса , м, в данном случае следует определять по формуле

, (2.25)

где - напор циркуляционно-повысительного насоса, м.

Подача повысительного насоса должна быть равна расчетному расходу горячей воды в системе без учета циркуляционного расхода.

В ЦТП следует предусматривать автоматизацию насосного оборудования. Схемы автоматизации и их описание приведены в литературе [2,4,9]. В приложении 8 учебного пособия приведены основные данные по насосам рекомендуемым для использования в квартальных системах горячего водоснабжения.