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

Пример 2.1. Конструирование и расчет системы водяного отопления с нижней разводкой и принудительной циркуляцией за счет перепада давлений в сети ТЭЦ.

Исходные данные: жилое здание – как и в примере 1.1. Теплопотери помещений представлены в следующей таблице.

	3-й этаж
301 1980	302 1240	ЛК-1	303 1240	304 1980
305 1980	306 1240	307 1240	308 1240	309 1980
	2-й этаж
	202 790	ЛК-1	203 790
	206 790	207 790	208 790
	1-й этаж
101 1890	102 1130	ЛК-1 3160	103 1130	104 1890
105 1890	106 1130	107 1130	108 1130	109 1890
	Qзд = 39720 Вт

В качестве источника теплоснабжения используется ТЭЦ, теплоноситель вода с температурой 130/70 °С, давление в подающем трубопроводе

---

3 МПа, в обратном – 0,5 МПа, т.е. Р_c= 0,10 МПа.

Решение. В здании принята однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой. Тепловой узел размещается в подвале под лестничной клеткой на отметке – 2,1 м, магистрали прокладываются в подвале вдоль наружных стен на отметке –1,00 м, с уклоном 0,003 в сторону ввода. При такой схеме к угловым стоякам присоединено последовательно достаточно много (по 6 штук) отопительных приборов, поэтому приняты повышенные параметры теплоносителя: t_г = 105 °С, t_о = 70 °С. Стояки проложены открыто, в том числе в двух наружных углах здания. Отопительные приборы присоединены к восходящим и нисходящим ветвям стояков. В узлах присоединения отопительных приборов к стоякам предусмотрены терморегулирующие проходные краны с термостатической головкой.

В качестве нагревательных приборов использованы чугунные секционные радиаторы МС-140-108. На ответвлениях стояков от магистралей в качестве запорной арматуры предусмотрены пробковые краны. Для опорожнения стояков в их нижней части предусмотрены тройники с пробковыми кранами. Для удаления воздуха из системы на верхних глухих пробках приборов верхнего этажа установлены воздухоотводчики радиаторные с ручным управлением (краны Маевского). Лестничная клетка оборудована самостоятельным стояком с одним нагревательным прибором, присоединенным по проточной схеме. Подающий и обратный трубопроводы из теплового узла прокладываются совместно до центра нагрузки (центр здания) и оттуда на оба фасада ко всем стоякам. В соответствии с заданным источником теплоснабжения для снижения температуры исходного теплоносителя предусмотрена установка гидроэлеватора. Трассировка трубопроводов в подвале, на 1-м этаже и их аксонометрическая расчетная схема показаны на рис. 2.8, 2.9, 2.10.

Для определения циркуляционного давления по формуле (2.10) определяется коэффициент смешения U в элеваторе:

130105

U  0,71.

10570

По формуле (2.9) определяется циркуляционное давление, создаваемое гидроэлеватором:

0,10

P_нас  ₂  0,0097МПа 9700Па.

1,4 1 0,71



Рис. 2.8. План подвала (к примеру 2.1)

---

Рис. 2.9. План 1 этажа (к примеру 2.1)



Рис. 2.10. Расчетная схема большого кольца (к примеру 2.1)

Дальнейший расчет выполняется для кольца, проходящего через стояк 1, так как это самое большое кольцо. Поскольку стояк отапливает угловые помещения, оборудованные двумя радиаторами, то теплопотери этих помещений распределены между радиаторами не поровну, так как на радиаторы, присоединенные к восходящей части стояка с более высокой температурой, назначена бо льшая часть тепловой нагрузки. Для определения естественного циркуляционного давления в этом кольце по формуле (2.7) вычисляются температуры трубопровода на характерных промежуточных участках. При этом считается, что остывание воды происходит только в нагревательных приборах и падение температуры в стояке равно 35 °С (от 105 до 70 °С) (см. рис. 2.10).

Определяются температуры воды на последовательных участках стояка – ст. 1 (рис. 2.10): t₁ = 105 – 1090×35/5190 = 97,6 °С; t₂ = 105 – 1890×35/5190 = 92,2 °С; t₃ = 105 – 3870×35/5190 = 78,9 °С; t₄ = 105 – 4390×35/5190 = 75,4 °С.

Соответствующие значения плотности воды определяются по прил. 6:

_г = 954,7 кг/м³; _о = 977,8 кг/м³; ₁ = 960,0 кг/м³; ₂ = 963,8 кг/м³; ₃ = 972,5кг/м³; ₄ = 974,5 кг/м³.

Положение центра теплового узла назначается на 0,6 м выше пола подвала, центр отопительного прибора нижнего этажа – на 0,4 м выше пола, т.е. расстояние от центра теплового узла до центра прибора 1-го этажа 2,5 м. По формуле (2.7) определяется циркуляционное давление, возникшее вследствие остывания воды в приборах

В связи с тем, что схема отопления рассчитывается с нижней разводкой, то давление от остывания воды в трубах не учитывается:

P_е = P_{е пр,} = 1204,3 Па.

По формуле (2.8) определяется расчетное циркуляционное давление в рассчитываемом кольце:

Р_р 9700 1 1318  11018 Па.

Итак, выполнена расчетная аксонометрическая схема большого циркуляционного кольца, установлены расчетные участки (рис. 2.10). Расчетный стояк (восходящая и нисходящая ветви) рассматривается как один участок. Результаты дальнейших расчетов представлены в табличной форме (табл. 2.1).

Талица 2.1

---

Гидравлический расчет системы отопления

Номер участка	Q1, Вт	QУЧ, Вт	G, кг/ч	L, м	d, мм	V, м/с	R, Па/м	RL, Па		PV, Па	Z, Па	RL + Z, Па
Расчёт участков большого кольца
1–2	39720	42103	1037	5,0	25	0,52	195	975	6,5	132	858	1833
2–3	19860	21052	518	4,5	25	0,42	180	810	1,5	86	129	939
3–4	8350	8851	218	6,0	20	0,21	70	420	1,0	22	22	442
4–5	5190	5501	135	3,0	15	0,2	80	240	0,5	20	10	250
5–6	5190	5501	135	16,8	15	0,2	80	1080	33,7	20	674	1754
6–7	5190	5501	135	3,0	15	0,2	80	240	0,5	20	10	250
7–8	8350	8851	218	6,0	20	0,21	70	420	1,5	22	33	453
8–9	19860	21052	518	4,5	25	0,42	180	810	1,5	86	129	939
9–10	39720	42103	1037	5,0	25	0,52	195	975	6,5	132	858	1833
Итого												8693

---

Для иллюстрации приводится последовательность действий при расчёте участка 1–2. Тепловая нагрузка этого участка равна теплопотерям всего здания: Q₁ = 39720 Вт; по прил. 10 назначаются коэффициенты условий работы приборов: ₁ = 1,04, ₂ = 1,02:

• 
  Q_уч определяется по формуле (2.1):
  

Q_уч= 39720 ∙ 1,02 ∙ 1,04 = 42103 Вт;

• 
  расход теплоносителя G определяется по формуле (2.12):
  

G_уч = = 1037 кг/ч.

Для назначения диаметров определяется среднее значение удельных потерь давления по формуле (2.13):

R_ср  142 Па/м.

По определённым значениям R_ср и G_уч по номограмме (см. прил. 8) назначается диаметр участка d = 25 мм, определяются параметры: R = 195 Па/м; V = 0,52 м/с и Р_ = 132 Па. Удельные потери давления на трение R при назначенном диаметре будут существенно больше, чем R_ср. Это потребует на последующих расчетных участках назначить диаметры, дающие значения R меньше, чем R_ср. Далее определяются потери давления по длине на этом участке:

RL = 195 ∙ 5,0 = 975 Па.

На участке 1–2 учтены местные сопротивления: вентиль, тройник на проход для осуществления сброса воды, два отвода (поворота на 90°), тройник на поворот во впередилежащую точку 2. Коэффициенты местных сопротивлений определяют по прил. 11 и заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Описание местных сопротивлений в системе отопления

Номер участка	Диаметр d, мм	Местное сопротивление	Обозначение на схеме	Коэффициент местного сопротивления 	 
1–2	25	Вентиль		3	6,5
		Тройник на проходе		1
		2 отвода 90°		20,5
		Тройник на ответвлении		1,5

---