2. Задание №2

2.1. Содержание и условия задания

Для здания по чертежу спроектировать и выполнить расчет системы водяного отопления:

• разместить нагревательные приборы в помещениях всего здания;

• показать расположение магистралей на плане подвала или чердака и стояков на планах первого и второго этажа и на разрезе здания;

• вычертить расчетную схему трубопроводов в аксонометрии;

• выполнить гидравлический расчет сети трубопроводов отопления для «большого» и «малого» циркуляционных колец.

2.2. Решение

На схеме выбирается два циркуляционных кольца: большое и малое, исходя из самых «тяжелых» и самых «легких» условий работы нагревательных приборов в гидравлическом отношении. Оба циркуляционных кольца разбиваются на расчетные участки. При этом границами участков являются места (точки на схеме), где изменяется расход теплоносителя. Для каждого участка на схеме указывается его длина L, м и тепловая нагрузка Q, Вт.

2.2.1. Большое циркуляционное кольцо

Гидравлический расчет систем водяного отопления сводится к определению экономичных сечений труб при заданных тепловых нагрузках и располагаемом перепаде давления.

Располагаемый перепад давления P_p для систем с естественной циркуляцией определяется по формуле:

, Па

где h – вертикальное расстояние от центра нагревательного прибора соответствующего этажа до центра теплового узла, м;

_о и _г – соответственно плотность охлажденной (₇₀=977,81) и горячей (₉₅=961,92) воды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Р_тр – дополнительное естественное давление от охлаждения воды в трубопроводах (для систем с нижней разводкой Р_тр = 0).

Для двухтрубной системы отопления с верхней разводкой двухэтажного здания величина P_тр, Па находится в зависимости от расстояния L, м от главного стояка до расчетного по формуле:

Па

Полученное значение R_ср является ориентировочной величиной для выбора (или расчета) диаметров труб по таблицам или номограммам при известном значении расхода воды G_уч на расчетном участке, который определяется в зависимости от тепловой нагрузки Q_уч по формуле:

, кг/ч

где β₁ – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых приборов за счет округления сверх расчетной величины;

β₂ – коэффициент учета дополнительных потерь тепла отопительными приборами у наружных ограждений.

Для гидравлического расчета трубопроводов системы отопления воспользуемся методом динамических давлений. Величина удельных потерь при этом может быть выражена следующей формулой

,

Значение скорости движения воды W, м/с при известном расходе можно выразить.

,

Тогда

,

где ρ – плотность воды, значение которой можно принять при средней температуре воды (95-70)/2=82,5^оС равной 970,25 кг/м³;

d_в – внутренний диаметр трубопровода, мм;

λ – коэффициент трения.

Большое кольцо таблица

При выполнении гидравлического расчета трубопроводов методом динамических давлений значения принимают постоянным для определенного диаметра трубопроводов, что снижает точность расчетов, но не уводит за пределы точности, допустимой в инженерной практике. На основе анализа и обработки, имеющихся в литературе значений , получена эмпирическая зависимость

,

где а=110, n= – 1,30 для систем с естественной циркуляцией;

d_в – внутренний диаметр трубопровода, мм.

Для дальнейших расчетов принимается решение о выборе диаметра в соответствии с ГОСТом и с учетом полученных расчетом ориентировочных значений.

Расчет потерь давления по большому циркуляционному кольцу должен удовлетворять условию.

,

– условие выполняется.