Отопительному прибору на втором этаже (сток 2)

участок	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	Dу, мм	ω, м/с	R, Па/м	Rl, Па		Z, Па	Rl+Z, Па
11	-	60	2	15	0,081	10	20	14,6	47	67

Значение коэффициентов местных сопротивлений возьмем из табл. 7:

Тройник на ответвлении при α = 0,33 и делении потока	11,1
то же, при слиянии потоков	-1,65
Радиатор РСВ при Dу 15	0,75
Кран КРП Dу 15	4,4

Получено .

Следовательно, действительный коэффициент затекания воды будет несколько больше принятого при расчете. Неувязка не превышает 15 %, поэтому расчет оставляем без изменения.

Пример 6.4: Выполним гидравлический расчет основного циркуляционного кольца насосной (элеваторной) двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и попутным движением воды в магистралях из труб по ГОСТ 10704-76* (рис.6.3) при расчетной температуре воды t_г = 95 ºС, t_о = 70 ºС. Отопительные приборы – стальные панельные радиаторы РСГ-2, размещенные у остекления световых проемов.

Насосное циркуляционное давление, передаваемое в систему через элеватор, составляет Δр_н = 10 кПа.

Выбираем основное циркуляционное кольцо через один из средних стояков VII и отопительный прибор на первом этаже.

Вычисляем по формулам и расчетное циркуляционное давление, заменяя и принимая β =0,64 кг/(м³·˚С) по табл. 6.5 и h₁ = 2,8 м получим:

Па.

Определяем среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления

Па/м.

Заполним в расчетном бланке (табл. 6.7) первые четыре колонки, беря показатели со схемы системы (рис. 6.3) и вычислим расход воды на участках G_уч по формуле при β₁ =1,06 и β₂ =1,10. Общая длина участков основного циркуляционного кольца 123,7 м.

По расходу воды на участках выбираем диаметр труб D_у, ориентируясь на значение R_ср, записываем в таблицу скорость движения воды ω и действительные значения удельной линейной потери давления R. Затем вычисляем линейные потери давления на участках Rl.

Первоначальный запас %.

После уменьшения диаметра участка 17 запас циркуляционного давления в системе

%.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участках магистралей и стояка найдена и для системы в примере 6.2; например, для подводок к радиатору (участок 10) она составляет:

крестовина на ответвлении при давлении потока при и	15,3
Кран двойной регулировки Dу 15 мм	14,0
Радиатор РСГ-2 при Dу 15 мм	1,2
Крестовина на ответвлении при слиянии потоков при	-2,4

В результате расчета для полученного равенства потребовалось уменьшить диаметр участка 17 (устаревшие данные в табл. 6.4 заключены в скобках), так как первоначально был получен запас циркуляционного давления (20 %), значительно превышающий 10 %.

Пример 6.5: Выполним гидравлический расчет двух второстепенных циркуляционных колец системы отопления по условиям примера 6.2 и построим эпюру циркуляционного давления в ее магистралях.

Выбираем вначале второстепенное циркуляционное кольцо через ближний к тепловому пункту стояк 1 (рис. 6.3) и отопительный прибор на первом этаже.

Располагаемое циркуляционное давление для гидравлического расчета не общих участков, параллельно соединенных с участками основного циркуляционного кольца, т.е. еще не рассчитанных участков 19-26, определяем путь сложения известных потерь давления на участках от 3 до 11:

Па.

Находим R_ср:

Па/м,

и расчет потерь давления на участках 19-26 заносим в табл. 6.8

Таблица 6.8 - Гидравлический расчет второстепенного циркуляционного кольца через стояк I двухтрубной системы отопления

участок	Данные на схеме			Принято							Разница Rl+Z, Па
	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	Dу, мм	ω, м/с	R, Па/м	Rl, Па		Z, Па	Rl+Z, Па
19	12300	492	1,8	25	0,24	42	76	8,4	235	311
20	1400	56	3,0	15	0,081	11	33	28,1	90	123
21	12300	492	9,4	25	0,24	42	395	6,9	194	589
22	24600	984	8,0	32	0,305	48	384	1,5	68	452
23	36900	1440	8,0	40	0,31	38	304	1,2	56	360
24	49200	1968	6,0	50	0,26	20	120	0,7	23	143
25	61500	2460	12,0	50	0,33	31	372	1,0	53	425
26	73800	2950	12,0	50	0,39	45	540	1,0	74	614
	Σ l = 60,2			Σ (Rl +Z)=3017

Невязка %, что допустимо.

Затем выбираем второстепенное циркуляционное кольцо через наиболее удаленный от теплового пункта стояк XI и прибор на первом этаже.

Располагаемое циркуляционное давление для гидравлического расчета не общих участков (еще не рассчитанных) этого кольца определяем, как и ранее, путем сложения уже известных потерь давления от 9 до 15 участков основного кольца

Па.

Вычисляем R_ср:

Па/м,

и расчет потерь давления на участках 27-32 заносим в табл. 6.9

Таблица 6.9 - Гидравлический расчет второстепенного циркуляционного кольца через стояк XI двухтрубной системы отопления

участок	Данные на схеме			Принято							Разница Rl+Z, Па
	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	Dу, мм	ω, м/с	R, Па/м	Rl, Па		Z, Па	Rl+Z, Па
27	49200	1968	6,0	(50) 40	(0,26) 0,42	(20) 70	(120) 420	(0,2) 0,2	(7) 17	(127) 437	+310
28	36900	1440	8,0	32	0,45	100	800	0,3	30	830
29	24600	984	(8,0) 4,0 4,0	(25) 32 25	(0,45) 0,305 0,45	(131) 48 131	(1048) 192 524	(0,3) 0,3 -	(30) 14 -	(1078) 2 06 524	-318
30	12300	492	9,8	25	0,24	42	412	4,4	123	535
31	1550	62	3,0	15	0,091	14	42	28,1	114	156
32	12300	492	1,4	25	0,24	42	49	8,4	96	155
	Σ l = 36,2			Σ (Rl +Z)=2881							-8

Невязка %.

На рис. 6.4 представлена эпюра циркуляционного давления в магистралях системы отопления, построенная на основании гидравлического расчета трех циркуляционных колец прибора на первом этаже ближнего I, среднего VII и дальнего XI стояков. На рисунке отмечены запас А циркуляционного давления в основном кольце (ОК) системы и неувязки Б (-0,7%) и В (0), полученные при расчете не общих участков второстепенных колец соответственно через стояки I – XI.

Из эпюры видно, что разность давления во всех промежуточных стояках обеспечивают необходимое направление движения теплоносителя. Однако для стояков VIII и особенно IX разности давления в падающей и обратной магистралях слишком велики (по сравнению с разностями в расчетных стояках). Для уменьшения разностей давления изменяем диаметр участков 27 и 29 (см. табл. 6.6, где устаревшие числа заключены в скобки), причем участок 29 составлен их труб D_у 32 мм (l₁ = 4,0 м) и D_у 25 мм (l₂ = 4,0 м). Окончательная линия изменения давления в подающей магистрали между стояками VII и X показана на рис. 6.4 пунктиром. Неувязка после изменения диаметров участков 27 и 29 составляет

%.

При гидравлическом расчете вертикальной двухтрубной системы отопления после основного и второстепенных циркуляционных колей через отопительные приборы на нижнем этаже дополнительно рассчитывают стояки. Расчет стояков двухтрубной системы сводится к выбору диаметра труб с увязкой потерь давления на параллельно соединенных участках, так как общие участки циркуляционных колец уже рассчитаны. При этом учитывается изменение естественного циркуляционного давления для приборов, размещенных на различных этажах.

Н а рис. 6.5 изображены двухтрубные стояки систем с верхней (рис. 6.5, а) и нижней (рис. 6.5, б) разводками. Двойными линиями отмечены участки (Q₂>Q₁), потери давления, на которых известны из предшествующего расчета циркуляционных колец через приборы на первом этаже. Располагаемое циркуляционное давление для расчета дополнительных (не общих) участков, обеспечивающих теплоносителем приборы на втором этаже, параллельно соединенных с рассчитанными участками, составит:

При верхней разводке ;

При нижней разводке ,

где h₂ – вертикальное расстояние между центрами охлаждения воды в отопительных приборах на втором и первом этажах.

Вторые слагаемые учитывают дополнительное естественное циркуляционное давление за счет потерь давления на участке l. С другой стороны, расчетных участков в стояках при нижней разводке больше (три участка - о, р и r между точками А и Б на рис. 6.5, б – пусть Q₃>Q₄), чем при верхней (два участка - р и r между точками А и Б на рис. 6.5, а). Следовательно, увязка располагаемого и потерянного давления в стояках системы с нижней разводкой вполне достижима и система поэтому работает более устойчиво. Этим объясняется то, что при насосной циркуляции воды в многоэтажных зданиях применяется если не однотрубные, то двухтрубные системы с нижней разводкой, а двухтрубные системы с верхней подающей магистралью используются ограниченно – лишь в малоэтажных зданиях.