9.1. Подбор теплосчетчика

Расчет типоразмера теплосчетчика для ИТП выполняется в следующей последовательности. По формуле (6.1) определяют расчетный расход воды в кг/ч для схемы измерения в соответствии с [19, рис. 4]. Принимая согласно [23, п. 8.4] эквивалентную шероховатость 0,0005 м и рекомендуемое значение удельных потерь давления на трение = 80 Па/м , при коэффициенте гидравлического трения λппр = 0,038 по формуле (9.2) вычисляют предварительно условный диаметр первичного преобразователя расхода; для нашего случая = 41 мм (расчет приведен выше). Расчетная схема установки первичных преобразователей расхода на трубопроводах (для расчета потерь давления в узле учета) представлена на рис 9.1.

К установке принимаем диаметр ППР, равный 50 мм (см. табл. 8.1) (ближайший больший с учетом данных, приведенных в прил. 8; т. е. принимаем к установке преобразователь расхода диаметром 50 мм, т. е. ВЭПС-ТU50). По прил. 8 определяем потери давления в ППР при расходе теплоносителя 2,057 /ч. Потери давления составляют 100 Па.

10. Подбор клапанов, регулирующих устройства для теплового пункта

1. Общие положения

В представленной на рис. 9.1 схеме ИТП циркуляция воды в системе отопления осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Поэтому необходимо осуществить согласование давлений в тепловой сети и системе отопления. В данном случае согласование давлений осуществляется путем снижения давления клапаном 2 до величины, которую можно определить по формуле

, (10.1)

где - давление в обратной магистрали тепловой сети, МПа (см. рис. 8.2);

- потери давления на вводе тепловой сети (в обратной магистрали), МПа;

- потери давления в обратном трубопроводе ИТП (до точки П), МПа.

Давление в подающем трубопроводе ИТП перед клапаном 2 определяют по формуле

(10.2)

где - давление в подающем трубопроводе тепловой сети, МПа ( см. рис. 8.2);

- потери давления на вводе тепловой сети (в подающей магистрали), МПа;

- потери давления в подающем трубопроводе ИТП, МПа (до клапана 2, рис. 8.1).

Расчетный перепад давления в МПа на регулирующем клапане определяют по формуле

-

(10.3)

где - то же, что в формулах (10.1) и (10.2).

2. Определение расчетных параметров и последовательность выбора клапанов

Регулирующий клапан должен пропустить в бескавитационном и бесшумном режиме расчетное количество теплоносителя через систему отопления при расчетных параметрах теплоносителя.

Условная пропускная способность клапана соответствует расходу L, м³/ч, холодной воды (при температуре 20 ), проходящей через полностью открытый клапан при перепаде давления на нём 0,1 МПа; при выборе клапана его конструктивная характеристика должна быть равна (или несколько больше) значению требуемой пропускной способности ; требуемую пропускную способность в определяют по формуле

, (10.4)

где 1,2 - коэффициент запаса;

- расчетный расход теплоносителя через клапан, ;

- заданный перепад давлений на клапане, МПа.

Расчетный расход теплоносителя в определяют по формуле

(10.5)

где - расход теплоты на отопление, Вт;

с - удельная теплоёмкость воды, Дж/кг˚С ;

- температура теплоносителя в подающем трубопроводе, ;

- то же в обратном трубопроводе, ;

ρ- плотность воды, при расчетах принимается 1000 .

Расчетный перепад давлений на регулирующих клапанах принимается на основании рекомендаций, изложенных в [22]. От принятого перепада давлений зависит не только калибр клапана, но и работоспособность, долговечность, бесшумность и качество регулирования. Если расход теплоносителя задан однозначно, то перепадом давлений можно варьировать.

Перепад давлений на регулирующем клапане определяется по формуле (10.3)

Перепад давлений на регулирующем клапане должен быть больше или равен половине перепада давлений на регулирующем участке (если регулирующий клапан обслуживает систему отопления, то за регулируемый участок принимается основное циркуляционное кольцо системы отопления), т.е.

(10.6)

Для обеспечения качественного процесса регулирования рекомендуемое абсолютно минимальное значение перепада давлений на регулирующем клапане должно быть не меньше 0,03 МПа, т.е. . В то же время перепад давлений на клапане не должен превышать предельно допустимых значений, т.е. следует обеспечить работу клапана в бескавитационном режиме. Для этого определяется предельно допустимый перепад давлений и сравнивается с принятым перепадом при расчете .

Минимально допустимый перепад давлений в МПа при температурах теплоносителя свыше 100 рассчитывается по формуле

, (10.7)

где Z - коэффициент начала кавитации (принимается по справочным данным на регулирующие клапаны в зависимости от типа и диаметра), для большинства клапанов значения Z лежат в диапазоне от 0,2 до 0,6;

- избыточное давление теплоносителя перед регулирующим клапаном, МПа;

- избыточное давление насыщенных паров воды в зависимости от её температуры , МПа, принимается по табл. 10.1 или по [22].

Таблица 10.1

Избыточное давление насыщения водяного пара

Температура теплоносителя ,	100	105	110	115	120	125	130	135	140	145	150
, МПа	0,001	0,021	0,043	0,069	0,098	0,131	0,171	0,214	0,262	0,317	0,385

Следует отметить, что если рассчитанный окажется меньше принятого , то необходимо или уменьшить заданный перепад давлений на клапане, например, путём перераспределения его между элементами трубопроводной сети, и в том числе путём установки дополнительного сопротивления (регулятора давления, ручного балансировочного клапана или дроссельной шайбы) перед клапаном, или установить клапан на обратном трубопроводе, где температура теплоносителя меньше 100 .

Пример подбора клапана

Подобрать регулирующий клапан для индивидуального теплового пункта (рис. 8.1) системы отопления пятиэтажного дома при следующих условиях:

- теплоноситель - вода с температурой и ;

- тепловая мощность системы отопления Вт;

- условия подключения ИТП представлены на пьезометрическом графике ( рис.8.2);

- потери давления в системе отопления составляют 800 мм вод. ст.

(8000 Па);

- длина ввода - 15 м, удельные потери давления на вводе приняты 200 .

Решение. По формуле (10.2) определяют давление в подающем трубопроводе ИТП перед клапаном 2 (рис. 8.1), но вначале определяют потери давления в подающем трубопроводе ввода:

.

Потери давления в ИТП, расположенных на подающем трубопроводе, (принимаем по данным табл.9.1) составляют:

.

По формуле (10.2) вычисляем:

.

Потери давления в обратном трубопроводе ввода:

.

Потери давления в элементах ИТП, расположенных в подающем трубопроводе (принимаем по данным табл. 9.1), составляют:

=542+100=642Па=0,000642 МПа.

По формуле (10.2) вычисляем:

.

По формуле (10.3)

.

Известно, что перепад давлений на клапане должен быть больше или равен половине перепада давлений на регулирующем участке (см. формулу (10.6)). По формуле (10.6) вычисляем 0,092655 0,5×0,008, следовательно, условие, обусловленное требованием формулы (10.3), выполнено.

По формуле (10.7) определяют предельно - допустимый (максимальный) перепад давлений на клапане с запасом 10 %.

,

т.к. 0,092655 0,0725836.

По формуле (10.5) определяют расчетный расход воды в , а по формуле (10.4) – требуемую пропускную способность клапана.

Т.к. вычисленный перепад давлений на клапане = 0,092655 МПа оказался больше предельно-допустимого по условиям кавитации, =0,0725836 МПа, то пересчитываем при =0,0725836 МПа,

По [22] или прил.9, используя скорректированное значение , выбирают клапан VB2 с с = 4 и коэффициентом начала кавитации Z = 0,5.