2. Тепловой расчет стояка.

Произведем тепловой расчет нагревательных приборов 1 стояка.

Стояк 1

1

2

3

Расчетные теплопотери Q_о принимаем согласно распределению в приложении 1. Тогда Q_о1=3759,82 Дж;

Q_о2=2978,61 Дж;

Q_о3=3887,01 Дж;

Q_тр =g_в×l_в+g_г×l_г;

g_в,g_г – теплоотдача 1м длины соответствующего диаметра.

l_в, l_г – соответственно вертикальные и горизонтальные длины труб на этажах.

Принимаем для библиотеки:

g_в=96 Вт/м;

g_г=120 Вт/м;

l_в= H_эт - 0,5;

H_эт – высота этажа;

0,5 – пролет крепления элеватора;

0,9×Q_тр1=96×(3,54-0,5)+120×1=451,2Дж;

0,9×Q_тр2=96×(3-0,5)+120×1=408Дж;

0,9×Q_тр3=96×(3,45-0,5)+120×1=459,84Дж;

Q_пр= Q_о-0,9×Q_тр1;

Q_пр1=3309;

Q_пр2=2671;

Q_пр3=3427;

Расход воды:

G_ст=G_пр=3600× Q_пр/4187×(t_г-t_о) ×₁×₂;

t_г=105⁰С - входная в стояк вода;

t_о=70⁰С - выходная;

Значения коэффициентов ₁и ₂ определим в таблице 9.4 и 9.5 в справочнике Староверова (₁ =1,04и ₂ =1,02);

G_ст=G_пр=3600×10625,44/4187×(105-70) ×1,04×1,02=243 кг/ч;

Распределение выходной температуры по приборам:

t_вых=105-(t_г-t_о)/  Q_пр;

Тогда t_вых= 92,6⁰С;

t_вых =82,9⁰С;

t_вых =70,0⁰С;

t_ср=(t_вх+t_вых)/2

Тогда t_ср1 =98,8⁰С;

t_ср2 =87,7⁰С;

t_ср3 =76,5⁰С;

Коэффициент приведения:

φ_к=(∆t_ср/70)¹⁺ⁿ×( G_пр/360)^р×b×ψ×c;

на подъем-	n	p	c
опускание
подъем	0,25	0,12	1,113
опускание	0,3	0,02	1,039

При Р_атм=950 ГПа;

b=0,972;

ψ =1-a×( t_вх-t_вых);

a=0,006;

Тогда φ_к=1,11;

φ_к=0,93;

φ_к=0,73;

Q_нт=Q_пр/Q_к;

Определим число секций N в батареях:

N=(Q_нт×₄)/( Q_ну×₃);

Q_ну=185 Вт - номинальный тепловой поток в секции;

₄=1;

₃=1- до 15 секций в батарее;

₃=0,98 – более 15 секций;

Тогда N₁=16;

N₂=15;

N₃=26.

Все остальные расчеты приведены в приложении 2.

2.3 Гидравлический расчет системы отопления.

Гидравлический расчет системы отопления производится по справочнику Староверова И.Г.

Определение гидравлической характеристики стояка:

Sст.=Sэт.*n+Sв.эт.*2+Sг.м.+Sх.м.+ Sп.уч.+ Sп.ук. ,где:

Sэт. - гидравлическая характеристика этажестояка со смещенным замыкающим участком и трехходовым краном;

n-количество приборов на стояке за искл. нагревательных приборов на верхнем этаже;

Sв.эт. – гидравлическая характеристика узла верхнего этажа при нижней разводке с трехходовым краном;

Sг.м. – присоединение к подающей магистрали при нижней разводке;

Sх.м. – присоединение к обратной магистрали при установке пробкового крана;

Sп.уч.-для прямых участков трубы стояка;

Sп.ук.- для приборных узлов нагревательных приборов.

Для последовательно соединенных участков стояка находим сумму S_ст1:

S₁=8*23*10^-4-для восьми этажестояков;

S₂=12*10^-4- для двух приборных узлов верхнего этажа;

S₃=57*10^-4- для узла присоединения к подающей магистрали с вентилем;

S₄=19*10^-4- к обратной магистрали с пробковым краном;

S₅=0,2*8*5,74*10^-4- для прямых участков трубы стояка;

S₆=15*10+11,5(4*0,34+3*0,54+2*0,44+1*0,64)=201,75- для приборных узлов конвекторов «Комфорт-20».

S_ст1=∑ S_i=(8*23+12+57+19+0,2*8*5,74+201,75)* 10^-4=482,9*10^-4Па/(кг/ч)².

Потери давления в стояке определяются по формуле:

∆p_стi= S_стi* G²;

∆p_ст1=482,9*10^-4*(143)²=987,48 Па.

Определим потери давления на участке 1 по удельным потерям давления.

Предварительно определим среднее ориентировочное значение удельной потери давления при ∆p_н<=25000Па по формуле :

R_ср=(1-k)*∆p_p/∑l ;

R_ср=(1-0,35)(25000-988)/22,8=685 Па/м;

k- коэффициент, учитывающий долю местных потерь в системе, k=0,35;

∑l- общая длина последовательных участков , составляющих расчетное циркуляционное кольцо ,м;

∆p_p-расчетное циркуляционное давление в насосной однотрубной системе

∆p_p=∆p_н+∆p_е;

∆p_н- давление создаваемое насосом, ∆p_н=25000Па;

∆p_е- естественное давление; ∆p_е=∆p_ст1=988 Па.

По диаметру участка и расходу определяем :R=13 Па/м; v= 0,111м/с.

Далее определяем ∑ξ и Z,Па:

для 1 участка ∑ξ=1,1*2+2*1=4,2;

Z=28,2Па.

Потери давления на участках 1-5:

∆p_учi=R*l+Z;

∆p_уч1=13*5,3+28,2=97 Па

Таким же образом определяются потери давления на участках 2-5.

Потери давления в стояке 1 и участках 1,2:

∆p_ст1+∆p_1уч+∆p_2уч=988+97+146=1231 Па;

Потери давления в стояке 3:

S_ст3=482,9*10^-4 Па/(кг/ч)²;

∆p_ст3=482,9*10^-4 *216²=2253 Па.

Определяем невязку:

(2253-1231)/2253*100=45%,

что является недопустимым , невязка не должна превышать 15% для

систем с тупиковым движением воды в магистралях.

Меняем диаметры узлов присоединения стояка 1 (диаметр 20) к подающей и обратной магистралям на диаметр 25, определяем S_ст1:

S_ст1= (8*23+12+266+96+0,2*8*5,74+201,75)*10^-4=

=768,9*10^-4 Па/(кг/ч)²;

∆p_ст1=768,9*10^-4*143²=1712 Па;

∆p_ст1+∆p_1уч+∆p_1уч=1712+97+146=1955 Па.

Невязка: (2253-1955)/2253*100=13%.

Результаты расчетов сведены в таблицу «Гидравлический расчет системы отопления».