3.5 Выбор системы отопления и ее конструирование
В здании запроектирована однотрубная, вертикальная система отопления с попутным движением воды. В качестве отопительных приборов – чугунные радиаторы. В качестве теплоносителя используется вода. Температура теплоносителя – 105 °С.
Магистральные трубопроводы проложены на расстоянии 1 м от стен подвала – для подающих магистралей, и на расстоянии 0,5 м – для отводящих магистралей. Стояки проложены на расстоянии 0,2 м от стен. Длина подающих подводок – 0,5 м, отводящих – 0,7 м.
3.6 Гидравлический расчет трубопроводов
Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле:
(20)
где
- искусственное давление, создаваемое
элеватором, Па (
кПа)
- давление,
возникающее за счет охлаждения воды в
отопительных приборах, Па;
- давление, вызываемое
охлаждением воды в теплопроводах, Па,
принимаемое по прил. 4/8/;
Б – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчетных условиях (для однотрубных систем – 1);
Для системы
однотрубной с верхней разводкой :
(21)
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
h – вертикальное расстояние от середины водонагревателя до середины рассматриваемого отопительного прибора, м;
- плотности,
соответственно горячей и обратной воды,
кг/м3;
плотность
смеси воды на соответствующем участке
подъёмной и опускной части стояка,
кг/м3.
Для
определения плотности воды необходимо
знать ее температуру участков стояка
после смешивания потоков. Температура
определяется по формуле:
tпр(i+1)=t1-(0,86*Qпр(i+1))/Gст
tcм3=105-(0,86*2030,34)/194,3=96,0°С
tcм2=96,0-(0,86*1870,92)/194,3=87,7 °С
tcм1=87,7-(0,86*1870,92)/194,3=79,4 °С
Плотность воды в зависимости от ее температуры определяется по формуле:
(22)
Температура горячей воды – 105 °С, обратной – 70 °С;
кг/м3
кг/м3
кг/м3
кг/м3
Па
Па
Определяем ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам Rср, Па/м, по формуле:
(23)
где К – доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией равной 0,65;
- сумма длин расчетного кольца, м (63,51м);
Па/м
По полученному значению Rср по таблице П6 /2/ принимают диаметры участков d, мм; и по значению расходов воды определяются действительные скорости движения воды V, м/с, и удельные потери на трение R, Па/м.
Расход воды на участке Gуч, кг/ч, определяется по формуле:
(24)
где Qуч – тепловая нагрузка участка, Вт;
tг,tо – температура горячей и обратной воды, °С.
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:
(25)
где
- сумма коэффициентов местных сопротивлений
на участке, определяемая в зависимости
от видов местных сопротивлений по
таблице П7 /2/;
Неблагоприятное циркуляционное кольцо – кольцо через отопительный прибор 11 стояка (самый удаленный).
Рассчитаем первый участок этого циркуляционного кольца
кг/ч
Принимаем диаметр 25 мм.
Скорость движения воды – 0,43 м/с.
Потери давления на трение, на 1 м длины – 120 Па/м.
Найдем сумму местных сопротивлений для каждого участка:
Коэффициенты местных сопротивлений ξ на участках
№ участка |
Вид местного сопротивления |
Значение КМС |
Сумма КМС на участке |
1 |
– 2 отвода 900 |
ξ=1,5*2=3
|
∑ξ=3 |
2 |
– кран проходной пробковый – тройник на ответвление |
ξ=4 ξ=1,5 |
∑ξ=5,5 |
3 |
– тройник на проходе |
ξ=1,5 |
∑ξ=1,5 |
4 |
– тройник на проходе |
ξ=1,5 |
∑ξ=1,5 |
5 |
– тройник на проходе – 4 отвода 900 |
ξ=1,5 ξ=1,5·4=6 |
∑ξ=7,5 |
6 |
– кран проходной пробковый – 4 радиатора – 11 отводов 900 – 4 крана трехходовых при прямом проходе - воздухосборник - отвод под 450 |
ξ=4 ξ=2·4=8 ξ=1,5·11=16,5 ξ=2·4=8
ξ=1,5 ξ=0,7 |
∑ξ=38,7 |
7 |
– тройник на оветвление – кран проходной пробковый |
ξ=1,5 ξ=2 |
∑ξ=3,5 |
8 |
– 2 отвода 900
|
ξ=1,5
|
∑ξ=1,5 |
Результаты расчета всех остальных участков в таблице 3.4.
Номер участка |
Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт |
Расход воды на участке Gуч, кг/ч |
Длина участка l, м |
Диаметр трубопровода d, мм |
Скорость движения воды V, Па/м |
Потери давления натрение на 1м длины R, Па/м |
Потери давления натрение научастке R*l, Па |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке |
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па |
Сумма потерь давления на участке R*lуч+Zуч, Па |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
38128,53 |
936,8 |
20,9 |
25 |
0,430 |
120 |
2508 |
3 |
271,37588 |
2779,3759 |
2 |
19191,93 |
471,57 |
2,93 |
20 |
0,346 |
110 |
322,3 |
5,5 |
322,12762 |
644,42762 |
3 |
16508,77 |
405,64 |
3,08 |
20 |
0,294 |
80 |
246,4 |
1,5 |
63,430626 |
309,83063 |
4 |
14234,82 |
349,77 |
3,6 |
15 |
0,477 |
300 |
1080 |
1,5 |
166,97102 |
1246,971 |
5 |
10373,93 |
254,9 |
9,89 |
15 |
0,332 |
150 |
1483,5 |
7,5 |
404,43666 |
1887,9367 |
6 |
7906,53 |
194,27 |
13,98 |
15 |
0,254 |
90 |
1258,2 |
38,7 |
1221,4944 |
2479,6944 |
7 |
19191,93 |
471,57 |
3,6 |
20 |
0,346 |
110 |
396 |
3,5 |
204,99031 |
600,99031 |
8 |
38128,53 |
936,8 |
5,53 |
25 |
0,430 |
120 |
663,6 |
1,5 |
135,68794 |
799,28794 |
|
итого: |
10748,51 |
||||||||
Для нормальной работы системы отопления необходимо, чтобы выполнялось условие:
(26)
Проверим выполнение данного условия:
6,54% <
10% Верно