книги / Отопление и вентиляция

проводов. Потери давления на -параллельных ответвлениях меж­ ду точками деления и слияния в изотермических условиях рав­ ны между собой. В неизотермических условиях они будут также

на п о л у к о л ь ц а х м е ж д у о б щ и м и т о ч к а м и с у ч е т о м д о п о л н и т е л ь н ы х г р а в и т а ц и о н н ы х д а в л е н и й р а в н ы м е ж д у с о б о й .

Рис. V .6. Схема к гидравлической увязке параллельных ответвлений (полуколец) системы

а—схема тупиковой системы; б—схема системы с попутным дви­ жением воды в горячей и обратной магистралях

На рис. V .6 приведены две схемы системы отопления: тупико­ вая и с попутным движением воды в подающей и обратной маги­ стралях. Схемы начерчены упрощенно, на них изображены только магистрали и стояки без нагревательных приборов, арматуры и пр. На примере этих схем и на основе сформулированного общего пра­ вила удобно записать уравнения увязки отдельных полуколец тру­ бопроводов в системе.

В тупиковой схеме в циркуляционном кольце стояков I и V потери на трение и местные сопротивления на участке аг должны равняться потерям на участках аб, бв и вг. В схеме с попутным движением в циркуляционном кольце стояков I и V потери на трение и местные сопротивления на участках аг и гвдолжны равняться потерям на участках аб и бв. Однако поскольку в обеих схемах вода по пути от котла к стояку V более охлаждается, чем по пути от котла к стояку /, и следовательно, соответствующие естественные давления Яе для стояков / и V различные, то расходуемое давление на рассматри­ ваемых полукольцах трубопровода нужно записать в следующем виде:

101

Естественное давление на каждом из параллельных ответвлений будет определяться по общей формуле (V.5). В данном случае необ­ ходимо, чтобы для каждого рассмотренного контура трубопроводов плоскость отсчета высот положения отдельных точек нагрева или охлаждения на полукольцах была общей. Обычно удобно эти высоты определять производя отсчет от плоскости, проходящей через точки деления или слияния потоков, циркуляционных контуров.

Рассмотренные пбложения определяют основные закономер­ ности гидравлического режима движения теплоносителя в после­ довательно и параллельно соединенных участках трубопроводов систем отопления.

Методика гидравлического расчета трубопроводов систем водяного отопления

Методика гидравлического расчета систем отопления основана на закономерностях циркуляции теплоносителя в системе трубо­ проводов и определяет логическую последовательность проведения'

располагаемое давление может быть больше требуемого по расчету.

Вэтом случае перепад давлений в системе заранее не ограничивают,

аподбирают диаметры трубопроводов из условия предельно допу­ стимых скоростей движения теплоносителя (табл. V.1) и воз­

можной увязки гидравлических потерь давления по отдельным

102

Параллельным полукольцам системы. Полученная fakHM расчетом потеря давления определяет величину перепада давления, ко­ торое должно быть оставлено в местах присоединения системы к тепловой сети.

При расчете системы за главное (наиболее невыгодно располо­ женное в гидравлическом отношении) циркуляционное кольцо при­ нимают то, для которого располагаемое циркуляционное давление на 1 пог. м длины оказывается наименьшим. В тупиковых двухтруб­ ных системах (рис. V. 6 ,а) таким обычно оказывается циркуля­ ционное кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка. Действительно, в тупиковой двухтрубной системе для дальнего стояка протяженность кольца наибольшая, а располагаемое дав­

будет наименьшим. В однотрубной тупиковой системе за расчет­ ное принимается кольцо, проходящее через дальний стояк.

В системах с попутным движением (рис. V.6 , б) протяженность колец через приборы нижнего этажа для всех стояков приблизи­ тельно одинаковая. В этом случае удобно в качестве главного при­ нимать кольцо, проходящее через нижний прибор (в двухтрубной системе) одного из средних наиболее нагруженных стояков. Именно этот стояк в системах с попутным движением (в том числе и однотруб­ ных) оказывается наиболее невыгодным в гидравлическом отно­ шении.

Задача гидравлического расчета главного циркуляционного кольца состоит в подборе диаметров его отдельных участков так,

Некоторый запас располагаемого давления необходим на случай неучтенных в расчете гидравлических сопротивлений.

Рассчитанное таким образом главное циркуляционное кольцо принимается в дальнейшем расчете в качестве опорного для гидрав­ лической увязки всех остальных колец системы. Все циркуляцион­ ные кольца системы как бы привязывают в. гидравлическом отно­ шении к главному кольцу. Для каждого циркуляционного кольца есть точки, общие с главным кольцом, где происходит деление или слияние потоков. Одно из полуколец между этими общими точками всегда составляет уже рассчитанные участки главного кольца Задача состоит в том, чтобы подобрать диаметры участков второго полукольца так, чтобы гидравлические потери на них были (с уче­ том дополнительных гравитационных давлений) равны у&е сосчи­ танным потерям давления между общими точками на участках главного циркуляционного кольца [см. формулу (V.31) или (V.32)]. При этом чем ближе по величине одни и другие потери, тем лучше.

103

Однако точно увязать потери давления в полукольцах не всегда удается, но всегда необходимо выдержать определенную величину невязки между ними.

В тупиковых системах (V.31) допустимая величина невязки при­ нимается: для двухтрубных систем до ±25% , для однотрубных систем до ±15% . В системах с попутным движением (V.32) допу-

План 1 этажа

Рис. V. 7. Планы I, II [этажей и чердака с наносной элементов системы отопления

стима (по СНиП) невязка до±15% . Наиболее тщательной увязки требует двухтрубная система с нижней разводкой с попутным движением воды, для которой допустима невязка до ± 5 % .

Невязка между полукольцами, проходящими через приборы разных этажей стояков двухтрубных систем, нормами не ограни­ чивается, так как предполагается, что она должна быть устранена при монтажной регулировке системы с помощью кранов двойной регулировки.

104

Пример V.2. Необходимо запроектировать для двухэтажного жилого здания с чердаком и подвалом систему водяного отопления, присоединенную к теплосети, и провести гидравлический расчет ее трубопроводов.

Последовательность построения схемы системы отопления следующая.

1.Вычерчивают планы I и II этажей и чердака (рис. V.7). На этажах размещают нагревательные приборы.

2.На этажах располагают стояки системы. Для отопления лестничной клетки предусматривают самостоятельный стояк. Необходимо устанавливать стояки в наружных углах здания. Номера стояков обозначают римскими циф­ рами в кружках и выносят за пределы плана.

Рис. V. 8. Расчетная аксонометрическая схема трубопроводов системы отопления543

3. Выбирают тип системы отопления. В данном случае для двухэтажного жилого здания с чердаком принимаем двухтрубную систему с верхней раз­ водкой, с попутным движением воды и с параметрами теплоносителя /г = = 959 С, tQ= 70р С.

На плане чердака размещают подающую (горячую) магистраль, отступя от стены на 1,5 м. На планах показывают отводы к стоякам, положение главного стояка системы, теплового пункта и т. д. На плане подвала или условно на плане первого этажа пунктиром, как это показано на рис. V.8, обозначают трассу обратной магистрали. На магистралях показывают укло­ ны труб, на подающем трубопроводе — воздухосборники. Главный стояк по

5. За главное циркуляционное кольцо системы при попутном движении воды в подающей и обратной магистралях принимаем, согласно указанному выше, кольцо через нижний прибор среднего наиболее нагруженного стояка (на схеме IV стояк).

105

Обозначаем тепловые нагрузки на приборах, на стояках и на ответвле­ ниях к стоякам (см. рис. V.8).

6. Разбиваем главное циркуляционное кольцо на участки. Расчетным участком системы называют часть трубопровода, в пределах которой расход, температура теплоносителя и диаметр трубопровода остаются неизменными. Нумеруем участки и обозначаем на них тепловые нагрузки. Под тепловой на­ грузкой отдельных участков понимают количество тепла, которое теплоноси­ тель, идущий по участку, должен отдать или уже отдал в нагревательных приборах системы. Нагрузку пишут в числителе дроби около номера каждого участка. В знаменателе этой дроби проставляют длину участка.

Рис. V. 9. График падения давлений в горячей и обратной магистралях системы (к примеру расчета)

7. Определяем располагаемое циркуляционное давление для расчета главного циркуляционного кольца по формулам (V.16) и (V.17). В данном примере оно равно:

Я р. ц= 8 2 / + р(Я е+ Д # ) = 8-68,1 + 0,7 (2,5-15,9+16) = 557 ^ /ж 2,

где 2 / — длина участков главного циркуляционного коль да. Величина 2 / равна:

2 / = 1 ,5 + 2 + 10 + 6+ 5,8 + 3 + 5 + 0 ,5 + 1 2 ,5 + 3 + 3 + 5 ,5 +

+ 3 ,5 + 2 ,5 + 2 ,8 + 1 ,5 = 68,1 м.

Расстояние от центра расчетного прибора до центра элеватора теплового

где 0,65 — предполагаемая доля потерь на трение в общих потерях давления в трубопроводах системы с искусственным побуждением (для систем с естест­ венной циркуляцией принимается 0,5). Значение R0р является ориентиро­ вочной величиной для подбора диаметров отдельных участков по таблице приложения 8.

9. Результаты гидравлического расчета заносим в табл. V.2. Предвари­ тельно заполняем первые четыре графы. Расход воды (графа 3) определяем разделив тепловую нагрузку (графа 2) на перепад температур в системе (95—

—70=25°). Определяем гидравлические потери на трение по отдельным участ-

106

Главное циркуляционное кольцо через прибор 1 этажа среднего стояка IV

Увязка участков полукольца через нижний прибор I стояка

с участками главного циркуляционного кольца l(Rl-\-Z)1 2 j j—16—^6,62 кг/м2

димо на некоторых участках изменить диаметры. В нашем случае потери дав­ ления по данным предварительного расчета оказывались больше тех, которые

110