2.3 Гидравлический расчёт системы горячего водоснабжения

Порядок гидравлического расчёта:

1. На планы здания наносим сети горячего водоснабжения;

2. Вычерчиваем аксонометрическую схему;

3. Аксонометрическую схему разбиваем на расчётные участки;

4. Определяем расчётные расходы горячей воды на каждом участке;

5. Определяем диаметры водопроводов, исходя из расчётных расходов воды и допустимых скоростей;

6. Определяем потери напора на отдельных участков трубопровода с учётом зарастания труб;

7. Определяем общие потери напора для всего расчётного направления

Норма расхода горячей воды - это количество воды, отнесённая к единице измерения, т.е. на одного человека в сутки и т.д. – определяется степенью благоустройства зданий, в виде применённого санитарно-технического оборудования, способом приготовления и раздачи воды и т.д. Расчётные расходы воды на участках системы горячего водоснабжения определяют аналогично холодному водопроводу .

Определяем максимальный секундный расход горячей воды , л/с по формуле 2.1:

, л/с (2.1)

– максимальный секундный расход воды, отнесенный к одному прибору, л/с; согласно приложению А (1), =0.2л/с, =0.3л/с.

α – величина, определяемая в зависимости от произведения общего числа приборов N на расчетном участке и вероятности их действия Р.

Далее определяем вероятность действия санитарно-технических приборов на участках сети при одинаковом водопотреблении по формуле 2.2:

_(2.2)

U=45(потребителей); =10л/с; N =120(приборов).

Т.к. вероятность действия приборов 0.005 < 0.1 следовательно,

P*N→ _{определяется по приложению (1)}

P*N=0.005*120=0,6

=0,6

Определяем максимальный часовой расход воды по формуле 2.3:

_{, м}³_/ч (2.3)

Определяем среднечасовой расход воды , в м³/ч, за период максимального водопотребления определять по формуле 2.4:

_{, м}³_{/ч (2.4)}

_{где: q}^h_{u – норма расхода горячей воды, в л, потребляемая в сутки наибольшего водопотребления; Т – период потребления воды (сутки, смена).}

_{Задача расчёта: определение диаметров подающих и циркуляционных трубопроводов и потери напора от ввода до самой высокорасположенной водоразборной точки наиболее удалённого стояка.}

_{Гидравлический расчёт подающих водопроводов горячей воды выполняется аналогично расчёту трубопроводов холодного водоснабжения на подачу расчётного расхода с учётом циркуляционного, определяется по формуле (2.5):}

, л/с

где: – максимальный расчетный расход горячей воды; – коэффициент, принимаемый: для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка определяется по приложению Д (1), для остальных участков равным нулю.

Скорости в сети должны быть не менее 3,0 м/с. Рекомендуется принимать скорость движения воды с учётом зарастания в пределах 0,9 – 1,2 м/с, в квартирных подводках не более 2,5 м/с.

Далее гидравлический расчет, распределительных трубопроводов системы горячего водоснабжения, производится на основе рассчитанных расчетных расходов для горячего потребления. По программе Шевелева подбираются диаметры, скорости и уклоны для расчетных участков.

Так как для системы горячего водоснабжения присуще отложение накипи в трубопроводе, что приводит к уменьшению внутреннего диаметра, то для дальнейших расчетов вводятся поправочные коэффициент на скорость и уклон (К_i K_v).

Поэтому потери напора, м, по трубопроводам находят по формуле 2.6:

м , ( 2.6)

где: i^h - удельные потери напора на трение (по длине), м/м, определенные с учетом уменьшения внутреннего диаметра труб различного рода отложениями, величина которых зависит от качества поступающей в систему воды. l – длина участка трубопровода, м; k_l – коэффициент, учитывающий потери давления в местных сопротивлениях, значения которого следует принимать: 0.2 – для распределительных трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для водоразборных стояков с полотенцесушителями; 0,1 – для водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.

Определение требуемого напора сети горячего водоснабжения

Требуемый напор для здания в точке присоединения системы горячего водопровода, подающему холодную воду, определяют по формуле 2.7:

,м (2.7)

где: Н_geom – геометрическая высота подъема жидкости, которая равна разности отметок диктующей точки и отметки люка колодца городского водопровода, м;

ΣH_l,tot – сумма потерь напора в трубопроводах системы водоснабжения, принимается из гидравлического расчета от 1-го участка до ввода, м;

h_вод – потери напора в водомере, м; см. выше расчет водомера h_вод,

H_f – свободный (рабочий) напор перед диктующим прибором, по приложению Б (1);

H_f =0,3 МПа=3м;

Для нормальной работы смесительной арматуры необходимо, чтобы давление в системах холодного и горячего водоснабжения было примерно равно. Поэтому сравниваем Hтр и Hгар и делаем вывод о необходимости проектировании повысительной установки. Подбор насоса осуществляется аналогично их подбору в системах холодного водоснабжения.

Расчёт системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции

Циркуляция в системах горячего водоснабжения с целью сохранения постоянной температуры наиболее удалённого потребителя. Циркуляционный расход горячей воды в системе, q^cir определяется по формуле 2.8:

, л/с (2.8)

где: 4.19 – удельная теплоемкость воды; – суммарные теплопотери трубопроводов горячего водоснабжения, кВт;

 — коэффициент разрегулировки цир­куляции; t – разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удалённой водоразборной точки в зависимости от протяжённости сети.

 и t, определяются согласно пункту 9.3.2 (1). Принимаем в зависимости от схемы горячего водоснабжения - для систем, в которых предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам с переменным сопротивлением циркуляционных стояков, определяется по подающим, разводящим трубопроводам и водоразборным стоякам при t = 10°С и = 1;

Расход горячей воды с учётом циркуляционного определяем по формуле 2.9:

, л/с (2.9)

Расчет разработан в программе Exсel и сводится в таблицу 2.1

Таблица 2.1

Тепловой расчёт системы водоснабжения

Определение потерь теплоты подающими водопроводами выполняем с целью определения циркуляционных расходов на участках сети и на вводе в здание. Расчёт ведём в табличной форме на основании определённых ранее диметров трубопроводов.

Таблица 2.2

№ уч-ка	l,м	d,мм	Потери теплоты, Вт		∑Qвтht	Примечание
			Qht на 1 м	Qht на уч-ке
1	2	3	4	5	6	7
						Суммарные потери стояка Вт
						Суммарные потери по системе Вт

Определение циркуляционного расхода

Гидравлический расчёт системы горячего водоснабжения. Расчёт системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции.

(2.8)

где: =1;

=10°С

Значение коэффициента К_cir определяется по приложению Д (1):

К_cir→ q^h/q^cir

q^h=0,894 л/с

К_cir=0,894/0,120=7,45>2.1

Следовательно, К_cir=0 и расход воды с учётом циркуляционного на вводе равен расходу горячей воды:

q^{h cir} =q^h=0,894 л/с

Определение требуемого напора для здания по результату гидравлического расчёта

∆hэт =…м, Нg =…МПа

Требуемый напор для работы системы внутреннего холодного водопровода определяется по формуле 2.7:

,м (2.7)

Сравниваем величину требуемого напора для здания с гарантированным напором на вводе:

Нн= Нg - =….м

Т.к. гарантируемый напор превышает требуемый то гидравлический расчёт выполнен верно.