6 Конструирование и расчет двухтрубной системы водяного отопления

В данном курсовом проекте производится расчет двухтрубной системы отопления, подключенной по независимой схеме к тепловым сетям с верхней разводкой.

В двухтрубной системе отопления количество циркуляционных колец равно количеству отопительных приборов. Она является гидравлически неустойчивой по сравнению с однотрубной системой. Основное расчетное циркуляционное кольцо проходит через наиболее нагруженный прибор, расположенный на первом этаже, максимально нагруженной ветки системы.

В данном курсовом проекте – через прибор ветки «В» стояка № 16.

6.1Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления

Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления производим как и при однотрубной системе, расчеты которой приведены выше.

Расчетная мощность системы отопления :

, Вт;

Расход теплоносителя G кг/ч, в расчетном участке или стояке системы отопления

кг/ч;

6.2. Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при независимой схеме подключения к тепловым сетям (подбор теплообменника, расширительного бака).

1. Подбор пластинчатого теплообменника:

Подбор производим с помощью программы Thermo версия 1.12.04. Задались исходными данными:

-Тепловая мощность : Q=Q_co=104 кВт;

-входная температура греющей среды: Т_г=120⁰С;

- входная температура нагреваемой среды: t_о=45⁰С;

- выходная температура нагреваемой среды: t_г=65⁰С;

- количество секций прибора: 6.

Перепад давления в теплообменнике составил = 16 кПа.

Бланк расчета представлен в Приложении 3.

Сопротивление теплового пункта:

∆Р_тп=1,3(∆Р_то+2∆Р_ф)=1,3(16+2*0,654)=22,5 кПа

Потери давления в системе отопления:

∆Р_со=∑∆Р_уч.+∆Р_тп =6,2 +22,5 = 28,7 (кПа)

2 Подбор подмешивающего насоса:

Требуется подобрать сдвоенный насос с мокрым ротором, работающий в режиме основной-резервный с требуемой подачей и напором:

∆Р_н.тр.=∆Р_со=28,7 кПа=2,9 м.вод.ст.

V_насоса=G_со=4448 кг/ч=4,5 м³/ч

Подбор производим с помощью программы GRUNDFOS WinCAPS 2010.01.047. Принимаем насос MAGNA D 40-100F, его характеристики представлены в Приложении 4.

3 Подбор расширительного бака

Рабочий объем открытого расширительного бака

V_рб=0,045*V_со , где V_со- расчетный объем воды в системе отопления , л.

V_со=(q/1000)*(а+б+в+…)

q - тепловая мощность системы отопления, Вт,

а,б,в… - объем воды, содержащийся в отдельных элементах системы на каждые 1000Вт ее тепловой мощности, л.

а=8,6л ;б=13,8 л [5,табл.5.4]

V_со=(103440/1000)*(8,6+13,8)=2317,1 л

Объем закрытого расширительного бака:

Где P_г=ρ*ħ*10^-4 ,бар –гидростатическое давление.

h- высота столба жидкости над точкой подключения закрытого расширительного бака к системе отопления ,м.

Pг=998*18,9*10^-4=1,89 бар,

Рпк – значение давления срабатывания предохранительного клапана, бар, принимаем 3 бар.

6.3. Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления методом удельных потерь давления на трение. Подбор термостатических клапанов и балансовых клапанов на обратных подводках отопительных приборов, определение их требуемой пропускной способности.

Расчет двухтрубной системы отопления производим на основании тех же данных, как и в однотрубной системе, расчет которой приведен выше. Основное циркуляционное кольцо проходит через прибор первого этажа стояка № 16.

Все расчеты находятся в Таблице № 4.

№ уч.	Qt, Вт	Gуч, кг/ч	lуч, м	Dуч, мм	v, м/с	R, Па/м	Rlуч, Па	∑ζ	Z, Па	∆Pуч, Па		Местные сопротивления
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11		12
Основное цикуляционное кольцо через прибор 1-го этажа Ст.16 ветки "Б"
1	103440	4448	20,0	65	0,31	21	420	1,0	44	464		2 отвода
2	58120	2499	1,3	50	0,33	32	42	1,5	52	94		Тройник на ответвление потока
3	38380	1650	1,5	40	0,27	51	77	1,5	50	127		2 отвода,задвижка
10	7750	333	4,9	20	0,28	70	343	4,0	130	473		Тр. Проходн,отвод,задвижка,кран шаровой
11	5913	254	3,3	20	0,21	42	139	1,0	20	159		Тройник проходной
12	4485	193	3,3	20	0,17	26	86	1,0	11	97		Тройник проходной
13	3057	131	3,3	20	0,12	13	43	1,0	7	50		Тройник проходной
14	1629	70	3,3	20	0,08	5,1	17	7,5	18	3525		Тр. проходной, радиатор секционный, тр. на противотоке,отвод
10'	7750	333	1,6	20	0,28	70	112	1,5	20	390		отвод
3'	38380	1650	2,1	40	0,27	51	107	2,0	30	137		3 отвода,задвижка
2'	58120	2499	2,3	50	0,33	32	74	3,0	155	229		Тройник на противотоке
1'	103440	4448	6,3	65	0,31	21	132	0,5	25	157		отвод
ТП	103440	4448	11,0	65	0,31	21	231	5,0	220	9487		6 задвижек, 4 отвода
Потери давления в основном циркуляционном кольце ΔPс.о. =											15690		16 кПа
Циркуляционное кольцо через прибор 2-го этажа Ст.16 ветки «Б»
Pрасп.уч.20,21 = ΔPуч.14 + 0,4 x Ре =3525+0,4*401											3685
20	1360	58	1,2	20	0,05	3,2	4	1,0	5	9		Тройник проходной
21	6122	263	3,3	20	0,21	4,5	15	6,5	80	95		Тр на ответвление потока, радиатор секционный, тр на противотоке
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. =											104
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.20 =3685-104											3582
Циркуляционное кольцо через прибор 3-го этажа Ст.16 ветки «Б»
Pрасп.уч.18,19 = ΔPуч.13,20 + 0,4 x Ре =50+3582+9+0,4*401											3801
18	1360	58	1,2	20	0,05	3,2	4	6,5	15	19		Тр. на ответвление потока, радиатор секционный, тр. на противотоке
19	4694	202	3,3	20	0,08	3	10	1,0	12	22		Тройник проходной
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. =											41
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.18 =3801-41											3760
Циркуляционное кольцо через прибор 4-го этажа Ст.16 ветки «Б»
Pрасп.уч.16,17 = ΔPуч.12,18 + 0,4 x Ре =97+3760+19+0,4*401											6218
16	1360	58	1,2	20	0,05	3,2	4	6,5	15	19		Тр на ответвление потока, радиатор секционный, тр на противотоке
17	3266	140	3,3	20	1,2	14	46	1,0	900	946		Тройник проходной
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. =											1006
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.16 =4036-1006											3030
Циркуляционное кольцо через прибор 5-го этажа Ст.16 ветки «Б»
Pрасп.уч.15 = ΔPуч.11,16 + 0,4 x Ре =159+3030+19+0,4*401=											5550
15	1750	75	4,5	20	0,06	5	23	6,0	13	36		Тр проходной, отвод, радиатор секционный, отвод,
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. =											36
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.15 =3368-36=											3332

Значения расхода G и расчетной мощности Q взятии из расчета однотрубной системы.

По значениям расхода G пользуясь номограммой находим значения диаметров трубопроводов d,удельных потерь давления на трение R, скорости теплоносителя V на участках.

По значениям скорости и коэффициентов местного сопротивления находим используя номограмму потери давления на местные сопротивления Z,Па.

Потери давления на участках находим как:

Р_уч=Z+Rl_уч , Па.

При расчете циркуляционного кольца через прибор второго этажа (участки 20 и 21)располагаемое давление равно сумме потери давления на параллельном участке 14 и естественного циркуляционного давления , возникающего из-за охлаждения воды Ре:

Р_{расп 20,21}=Р_{уч 14}+0,4*Ре

Ре=g*h*ρ*(t_г-t_o)=9.81*0.62*20*3.3=401 Па

Подбор клапанов обвязки отоительных приборов сведен в Таблицу № 5:

№Ст/№эт/№уч	G, кг/ч	(ΣΔPкл.)рег.уч., Па	ΔPкл.1, Па	Характеристики балансового клапана 2
				ΔPкл.2, Па	kv, м3/ч	n
1	2	3	4	5	6	7
Ст.16/1эт/№14	70	3490	1240	2250	0,47	2,0
Ст.16/2эт/№20	58	3582	240	3342	0,32	3,3
Ст.16/3эт/№18	58	3760	240	3520	0,31	3,3
Ст.16/4эт/№16	58	3030	240	2790	0,35	3,3
Ст.16/5эт/№15	75	3332	300	3032	0,43	3,1

ΔP_кл.1 определяем по номограмме исходя из значений расхода G.

Для участка № 14 задались значением ΔP_кл.2=2250 Па и гидравлической настройкой n =2 по номограмме исходя из значения расхода.

Значение пропускной способности определяем:

K_v=G/(10* ΔP_кл2.)^0.5

Для остальных участков:

ΔP_кл.2=(ΣΔP_кл.)_рег.уч- ΔP_кл.1 ,Па