Методическое пособие 628

По табл. 9 проверяем диапазон настройки в пределах 0,075- 0,4 (Ду клапана 15 мм) и настраиваем его на расход 0,38 м3/ч.

Далее выполняем гидравлический расчет стояков№5 и 4. Расчетное давление для стояков №5 и 4 можно определить по эпюре (см. рис. 42) или расчетным путем:

для стояка №5

∆Рст. 5 = ∆Рс.о. - [∑(R·l+Z)1-4 - ∑(R·l+Z)14-17 - 2425] = 24250 - 1803 - 1664 - - 2425 = 18358 Па

для стояка №4

∆Рст. 4 = ∆Рс.о. - [∑(R·l+Z)1-3 - ∑(R·l+Z)15-17 - 2425] =24250 - 1132 - 753 - - 2425 = 19940 Па

(величина 2425 - запас давления, см. рис.42).

Диаметр стояков №4 и 5, подводок и замыкающих участков принимаем равным 15 мм (см. выше), а расчет сводим в табл. 16.

Таблица 16

Гидравлический расчет стояков № 4 и 5

∑(R·l+Z) = 773

71

Окончание табл. 16

Стояк №4

∑(R·l+Z) = 954

Определим требуемое сопротивление балансировочного клапана, установленного на стояке №5.

∆Ркл = ∆Рс.о. - [∑(R·l+Z)1-4 + ∑(R·l+Z)18-24 + ∑(R·l+Z)14-17 + 2425] = = 24250 - [1803+773+1664+2425] = 17585 Па

Зная требуемое сопротивление балансировочного клапана (∆Ркл= 17585 Па), определимнеобходимуюпропускнуюспособностьКv клапанапоформуле(5)

По табл. 9 проверяем диапазон настройки в пределах 0,075-0,4 (Ду клапана 15 мм) и настаиваем его на расход 0,303 м3/ч.

Аналогично определяем требуемое сопротивление балансировочного клапана, установленного на стояке 4.

∆Ркл = ∆Рс.о. - ∑(R·l+Z)1-3 - ∑(R·l+Z)25-31 - ∑(R·l+Z)15-17 - 2425 = = 24250 - 1132 - 954 - 753 - 2425 = 18986 Па.

Зная требуемое сопротивление балансировочного клапана (∆Ркл = 18986 Па), определим необходимую пропускную способность Кv клапана по формуле (5)

По табл. 9 проверяем диапазон настройки в пределах 0,075-0,4 (Ду

72

клапана 15 мм) и настаиваем его на расход 0,3 м3/ч.

Для циркуляции воды в системе отопления необходимо подобрать насос при следующих условиях: расход воды в системе отопления 1,62 м3/ч. В величину расчетного давления, определенную по формуле (14), включено 75% от расчетного естественного давления, возникающего от остывания воды в отопительных приборах стояка №6.

Величину естественного давления, возникающего от остывания воды в отопительных приборах стояка №6, определяем по формуле (6.13) [8].

Давление, развиваемое циркуляционным насосом, должно быть Рн = ∆Рс.о. - 0,75 · ∆Рест = 24250 - 0,75 · 767 = 23675 Па

По заводским характеристикам подбираем насос для перемещения 1,62 м3/ч, развиваемое давление насоса должно быть 23675 Па.

Пример 2. Выполнить гидравлический расчет однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой магистралей; система оборудована термостатическими клапанами RTD-G. Расчетная схема представлена на рис.43.

Параметры теплоносителя 95-70 °С. Предусматривается установка автоматических балансировочных клапанов АВ-QM на стояках. Здание восьмиэтажное; высота этажа 3 м. Тепловая мощность системы отопления

Qс.о =117500 Вт;

Qст3 =14100 Вт; Gст3 = 485 кг/ч=0,485 м3/ч;

Qст4 =16400 Вт; Gст4 = 564,1 кг/ч=0,564 м3/ч.

Решение. Основное кольцо циркуляции проходит через стояк 4. Расход воды в стояке составляет 0,564 м3/ч. Учитывая, что на стояке устанавливается балансировочный клапан АВ-QM, то расчетный расход воды в стояке должен соответствовать расходу воды в балансировочном клапане (см. табл. 9); при расходе воды 0,564 м3/ч должен быть установлен балансировочный клапан Dу 20 мм; диаметр стояка принимаем равным Dу 20 мм; диаметр замыкающего участка Dу 15 мм; диаметр подводки Dу 20 мм. Минимальное сопротивление клапана Dу 20 мм согласно [9] должно быть не менее 18000 Па.

Расчетное давление определяем по формуле (14), а величину Р принимаем равной 16500 Па.

73

Десять процентов от ∆Рс.о оставляем в запасе на неучтенные потери. Потерю давления в стояке, Рст, принимаем равным 90% от расчетного давления, т.е.

∆Рст = 0,9 0,9 ∆РСО = 0,9 0,9 62370 = 50520 Па Потерю давления в магистралях ∆Рм принимаем равным 10% от ∆Рс.о,

т.е.

∆Рм = 0,9 0,1 62370 = 5613 Па

Расчет магистралей (участки 1-8 ) (рис.43) проведем методом удельных потерь давления на трение, а расчет стояков – методом характеристик.

Удельную потерю давления на трение определяем по формуле (15)

Расчет магистралей представлен в табл. 17

Таблица 17 Гидравлический расчет магистралей (участки 1 – 8)

Сумма (Rl+Z)=5880 Па больше, чем расчетное давление для магистралей на 5880-5613=267 Па; поэтому следует уменьшить потери давления в магистралях, для этого необходимо увеличить диаметры труб на некоторых участках; учитывая, что величина 267 Па небольшая по сравнению с ∆Рм, поэтому величину расчетного давления стояка 4 можно уменьшить на величину 267 Па, тогда фактическое расчетное давление стояка будет равно

∆Рстф = 50520 −267 = 50253 Па Расчет стояка 4 проводим методом характеристик:

1. Узел присоединения стояка 4 к подающей магистрали включает

(рис.43):

−трубопровод Dу 20 мм длиной 1 м;

−пробковый кран ξ=3,5;

−отвод 90°, ξ =1

∑ξ=3,5+1=4,5

75

Согласно данным, приведенным в табл. 10:

(S 104 )1м.тр. = 7,0 Па/(кг/ч)2;

(S 104 )r = 4,5 2,98 =13,41 Па/(кг/ч)2.

При фактическом расчетном расходе воды потеря давления в узле присоединения стояка к подающей магистрали определяется по формуле (2)

2. Потеря давления в этажестояках (14 шт.) со смещенным замыкающим участком и краном RTD определяется по формуле (2)

3. Потеря давления в двух этажестояках верхнего этажа определяется по формуле (2), ориентировочное значение (S 10)4=39,2 Па/(кг/ч)2

Р= 39,2 2 564 2 = 2494 Па.

100

4.Узел присоединения стояка №4 к обратной магистрали (рис.43)

включает:

трубопровод Dу 20, длиной 1 м;

отвод Dу 20, шт. – 1; ξ = 1.

Согласно данным, приведенным в таблице 10

Сопротивление стояка 4

Рст4 = 649 + 23776 + 2494 +317 = 27236 Па.

Сопротивление балансировочного клапана:

Ркл = ∆Рстф − Рст4 = 50253 −27236 = 23017 Па.

Зная требуемое сопротивление балансировочного клапана (Ркл=23017 Па), определим необходимую пропускную способность Кv клапана по формуле (5)

По табл. 9 проверяем диапазон настройки в пределах 0,3-1,5 (Dу клапана 25 мм) и настраиваем его на расход 1,17 м3/ч.

При полученных результатах расчета стояка 4 получается, что использовать балансировочный клапан Dу 20 невозможно.

Для использования балансировочного клапана Dу 20 необходимо увеличить гидравлическое сопротивление балансировочного клапана, т.е. выполнить гидравлический расчет системы отопления при другом значении

76

расчетного давления или других диаметрах трубопроводов системы отопления.

Результаты гидравлического расчета магистралей и стояка 4 представлены на рис.44.

Рис.44. Эпюра циркуляционного давления.

Расчетное давление стояка 3 можно определить по рис.44 или расчетным путем

∆Рст3 = ∆Рс.о. −∑(Rl + Z )1,2,3,6,7,8 −6237;

∆Рст3 = 62370 −(266 +865 +165 + 241+1210 + 298) −6237 = 53088 Па

(где 6237 = запас давления ).

Расчет стояка 3 проводим методом характеристик (но можно гидравлический расчет проводить методом удельных потерь давлений).

Расход воды в стояке определим по формуле (1)

Зная диапазон настройки балансировочного клапана АВ-QM (0,483 м3/ч), по табл. 9 принимаем условный проход клапана Dу 20 мм, а диаметр стояка №3 принимаемравнымдиаметру клапана, т.е. Dу 20 мм.

77

1. Узел присоединения стояка №3 к подающей магистрали аналогичен узлу присоединения стояка №4.

При расходе воды через стояк 483 кг/ч по формуле (2) определяем сопротивление узла:

муле (2) при расходе воды 0,483 м3/ч

Р= 53,2 14 483 2 =17375 Па.

100

3.Потери давления в двух этажестояках верхнего этажа (ориенти-

ровочное значение (S 10)4=39,2) определяем по формуле (2)

4. Потеря давления в узле присоединения стояка к обратной магистрали по формуле (2)

Рст4 = 476 +17375 +1829 + 233 =19913 Па.

Определяем сопротивление балансировочного клапана

Ркл = ∆Рстф − Рст4 = 53088 −19913 = 33175 Па.

Зная требуемое сопротивление балансировочного клапана (Ркл=33175 Па), определяем необходимую пропускную способность Кv клапана по форму-

ле (5)

По табл. 9 проверяем диапазон настройки в пределах 0,3-1,5 (Dу клапана 25 мм) и настраиваем его на расход 0,483 м3/ч.

При полученных результатах расчета стояка 3 получается, что следует использовать балансировочный клапан Dу 25.

На рис.44 наносим ∆Рст – расчетное сопротивление стояка 3, Рст=19913 Па – сопротивление стояка 3 и Ркл – сопротивление балансировочного клапа-

на (Ркл=33175 Па).

Пример 3. Выполнить гидравлический расчет двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой магистралей; система топления оборудована термостатическими клапанами RTD. Расчетная схема представлена на рис. 45.

78

Рис. 45. Расчетная схема системы отопления

79

Параметры теплоносителя 95-70°С. Предусматривается установка на стояках ручных балансировочных клапанов MSV-1. Здание шестиэтажное; высота этажа 3 м.

Тепловая мощность системы отопления

Qс.о = 68850 Вт;

Qст3 = 9750 Вт; Gст3 = 335 кг/ч;

Qст4 =10100 Вт; Gст4 = 347 кг/ч.

Решение. Основное кольцо циркуляции проходит через прибор первого этажа стояка 4.

Учитывая, что на расчетной ветке всего два стояка, а здание имеет шесть этажей, то можно предположить, что установка автоматических балансировочных клапанов на стояках не потребуется, а будет достаточно установить ручные балансировочные клапаны.

Расчетное давление ∆Рс.о определяем с учетом рекомендаций, изложенных в разделе 9.3 (см. рис.40).

1. Определяем минимально допустимые потери давления в клапане RTD по формуле (8)

∆РRTD ≥1,5 16,5 159 = 3935 Па

Принимаем минимально допустимую величину

∆РRTD = 7000 Па

2. Потерю давления в межэтажных участках стояка определяем

∆Рст = 0,5 Н ∆Рl1м = 0,5 3 159 = 238,5 Па Для шести этажестояков ∆Рст' = ∆Рст 6 =1431 Па

3. Гидравлические потери в магистральных стояках определяем по формуле (10)

∆Рм = 75 ∑L = 75 49 = 3675 Па

где 75 – потеря давления 1 м трубы [средняя (50+100):2=75 Па/м; 49 – сумма длин участков 1, 2, 3, 4, 14, 15, 16, 17 в метрах.

4.Потерю давления в ручном балансировочном клапане принимаем

3000 Па.

5.Расчетное давление для основного циркуляционного кольца опреде-

где Рн – сопротивление отдельных элементов отопления, Па; ∆Ре – естественное давление, Па;

0,75 – доля ∆Ре, которая учитывается в расчетах.

∆Ре =1,5 159 = 238,5 Па

∆Роцк = ∆РRTD + ∆Рст + ∆Рм +0,75 ∆Ре = 7000 +1431+3675 +179 =12285 Па

(т.к. ∆РRTD>>>∆Pб.к, то величина ∆Pб.к при определении ∆Роцк не учтена).

80