9783

40

Общий объем воды в системе отопления, Vс , л определяют по формуле:

где Vпр ,Vкал ,Vтр ,Vкот – объем воды, л, соответственно в приборах, калориферах,

трубах, котлах, приходящийся на 1 кВт тепловой мощности системы отопления;

Qс – тепловая мощность системы водяного отопления, кВт.

9.7. Изоляция трубопроводов

Для уменьшения бесполезных теплопотерь отопительные трубопроводы покрывают тепловой изоляцией. Обязательно теплоизолируют трубопроводы,

проходящие в неотапливаемых помещениях, главные стояки систем отопления с верхней разводкой, трубопроводы, проходящие в подпольных каналах, рас-

ширительные баки, воздухосборники и воздухоотводчики, размещаемые в неотапливаемых помещениях. Предусматривают тепловую изоляцию во избе-

жание перегревания помещений или ожогов людей.

Материал тепловой изоляции должен обеспечивать коэффициент полезно-

го действия не менее 0,75. Практически толщину слоя изоляции определяют ис-

ходя из его термического сопротивления не менее 0,66 м2·°C/Вт для труб d у ≤

25мм и 1,22 м2·°C/Вт для труб 25 мм. Выполняют изоляцию из несгораемых (в

помещениям категорий А, Б и В) или трудносгораемых материалов. На слой изо-

ляции наносят защитный слой для защиты от механических и других поврежде-

ний. Материалы для тепловой изоляции и защитного слоев представлены в [14].

41

Таблица 6

Объем воды в элементах системы отопления

42

10. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОДНОТРУБНЫХ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

10.1. Требования к размещению основных конструктивных элементов систем отопления

При проектировании водяных систем отопления необходимо обеспечить нормированную температуру и равномерное нагревание внутреннего воздуха помещения, гидравлическую и тепловую устойчивость системы, доступность ее очистки и ремонта. Рассмотрим основные конструктивные требования, предъ-

являемые к однотрубным системам отопления.

Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами. Ре-

комендуемая длина отопительного прибора составляет до 75 % длины светово-

го проема. При размещении приборов под окнами вертикальные оси прибора и светового проема должны совпадать с отклонением не более чем на 50 мм. При расстановке нагревательных приборов следует учитывать, что в помещениях,

не имеющих вертикальных наружных ограждений (например, во внутреннем коридоре квартиры) приборы устанавливать не следует. В угловых комнатах отопительные приборы следует размещать у обеих наружных стен. В лестнич-

ных клетках (на пути эвакуации) нагревательные приборы размещают в специ-

альных нишах или на высоте не менее 2,2 м [15, 16].

Стояки прокладывают открыто и располагают преимущественно у наружных стен на расстоянии 35 мм от внутренней поверхности до оси труб.

При этом стояк однотрубной системы отопления размещают на расстоянии 150

мм от оконного проема, а не по оси простенка. В угловых помещениях стояки рекомендуется размещать в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренних поверхностях. В лестничных клетках здания предусматри-

вают обособленные стояки.

На магистралях, стояках и подводках устанавливают отключающую и ре-

гулирующую арматуру (вентили, задвижки, краны и т.д.).

Тепловую изоляцию следует предусматривать для трубопроводов (маги-

43

стралей) систем отопления, прокладываемых в технических этажах (подвалах,

чердаках) и в иных местах, где возможно замерзание теплоносителя.

Удаление воздуха из водяных систем отопления следует производить в верхних точках системы (для выполняемого курсового проекта – верхние нагревательные приборы каждого стояка) при помощи воздухосборников или кранов Маевского по ТУ36-710-83 (диаметр 8 или 15 мм). Краны для выпуска воздуха располагают в подводках к отопительным приборам (при конвектор ной системе) или непосредственно в верхней пробке радиатора.

10.2. Последовательность выбора принципиальных решений по конструктивному исполнению систем отопления

Перед непосредственным проведением гидравлического расчета систем отопления необходимо принять принципиальные решения по их конструктив-

ному исполнению в следующем порядке.

Выбрать месторасположение индивидуального теплового пункта (ИТП),

в котором разместятся элеваторный узел (расчет элеватора выполняется по [20,

26] после гидравлического расчета системы отопления), запорно-регулирующая арматура, контрольно-измерительные приборы и оборудование.

ИТП размещается, как правило, в подвале обслуживаемого здания в обособленном помещении, имеющим самостоятельный выход. Минимальные размеры помещений для ИТП жилых зданий должны быть не менее 1,5×4 м при минимальной высоте 2 м; для зданий с системой горячего водоснабжения – 5×8

м при высоте 2,8 м.

Выполняя рекомендации [15, 19, 20, 22], принять схему разводки маги-

стральных трубопроводов и вычертить её на плане подвала.

На планах этажей разместить нагревательные приборы [16, 17].

В угловых помещениях возможна установка нагревательных прибо-

ров у наружных стен без световых проёмов.

Выбрать схемы однотрубных стояков. Наиболее часто применяют одно-

трубные системы отопления со смещенными замыкающими участками.

44

В этом случае регулирование теплоотдачи нагревательных приборов про-

водится кранами регулирующими проходными шиберными типа КРПШ или другими аналогичными устройствами.

Наиболее распространенные схемы однотрубных систем отопления при-

ведены на рис. 19. Стояк 2 состоит из транзитной подъемной и нагруженной опускной частей. На транзитной (холостой) части стояка предусмотрена уста-

новка П-образного компенсатора для компенсации теплового удлинения труб.

Схему по стояку З следует применять только при невозможности сближения прокладки подъемного и опускного стояков. На каждом этаже к подъемному и опускному участкам стояка присоединяется по одному нагревательному прибо-

ру (иногда по два прибора на сцепке). Длину подводок к нагревательным при-

борам принимают 500 мм. Диаметры подводок между нагревательными прибо-

рами на сцепке – 32 мм.

Для унификации монтажной заготовки и сборки элементов и узлов си-

стем отопления стояки и подводки к нагревательным приборам следует проек-

тировать стандартными. Применение разных диаметров стояков Для унификации монтажных заготовок и сборки элементов и узлов си-

стем отопления стояки и подводки к нагревательным приборам следует проек-

тировать стандартными. Схемы и диаметры подводок радиаторных узлов при-

нимают по приложению 8. Применение разных диаметров одного стока допус-

кается только в целях увязки потерь гидравлического давления в системе отоп-

ления. На стояках (подъемном и опускном) устанавливают запорную арматуру и краны для опорожнения стояка (при температуре теплоносителя до 100 °С в зданиях до 5 этажей применяют пробковые краны и тройники с пробковыми резьбовыми заглушками); при температуре теплоносителя выше 100 °С в зда-

ниях выше 5 этажей устанавливают вентили и спускные краны). Максимальную температуру теплоносителя на входе в стояки определяется по СНиП [13]. Для жилых зданий в однотрубных системах водяного отопления она должна быть не более 105 °С.

Для регулирования потерь давления в стояке при необходимости уста-

45

навливают шайбы (диафрагмы) на опускной ветви стояка перед арматурой.

Провести нумерацию стояков, которую на плане здания рекомендуется про-

водить по часовой стрелке, начиная с верхнего левого угла (Ст.1, Ст.2 и т.д.).

Вычертить аксонометрическую схему системы отопления всего здания

(М 1:100). Схему выполнять по ГОСТ [18] с указанием запорно-

регулирующей арматуры, уклонов, компенсаторов и схем применяемых ради-

аторных узлов обвязки.

В качестве расчетной ветви системы отопления выбрать наиболее нагру-

женная и удаленная от ИТП.

На схеме системы отопления показать нагрузку каждого нагревательного прибора Qпр, Вт.

Рис. 19. Схемы однотрубных стояков систем водяного отопления с нижней разводкой

46

11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАДИАТОРНОЙ ОДНОТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ С НИЖНЕЙ РАЗВОДКОЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

11.1. Общие указания

Цель и задачи гидравлического расчёта состоят в обоснованном опреде-

лении диаметров расчётных участков по заданным тепловым нагрузкам при условии увязки потерь давления в точках слияния и разделения потоков воды.

При этом должна быть гарантирована подача воды во все части системы отоп-

ления для обеспечения расчетных нагрузок отопительных приборов.

В методических указаниях к настоящему курсовому проекту ограничимся расчётом трубопроводов трёх циркуляционных колец системы отопления, про-

ходящих через ближний, промежуточный и дальний стояки одной расчётной ветви системы отопления здания.

Для гидравлического расчёта системы отопления задаёмся ориентировоч-

ным располагаемым давлением Рор = 10000…15000 Па.

В целях повышения гидравлической устойчивости и устранения гидрав-

лической разрегулировки системы отопления рекомендуется располагаемое давление Рор расходовать на потери давления на трение и в местных сопротив-

лениях в следующих соотношениях:

1) в полукольцах ближнего, промежуточного и дальнего стояков расчетной ветви системы отопления, а именно: в участках от точки «а» до точки «з» (рис. 3), проходящих через ближний стояк или через подающий и обратные трубопро-

воды и непосредственно промежуточный или дальний стояки, в пределах 60…80 % от Рор; при этом желательно расходовать на преодоление сопротивлений в ближнем стояке 60…80 % от Рор, в дальнем стояке 40…60 % от Рор;

2) в полукольце с общими участками для трёх расчётных стояков, а имен-

но: в участках подающего и обратного трубопроводов от ближнего стояка (от точек «а» и «з») (рис. 21) до элеватора в ИТП 20…40 % от Рор.

47

11.2. Гидравлический расчёт сопротивления стояков

Расчёт начинается с определения гидравлического сопротивления ближнего стояка. Задаются такими диаметрами труб стояка, замыкающих участков и подводок, при которых в нём будет теряться 60...80 % от располага-

емого давления в системе отопления (допустима невязка до 15 %):

Рст ≤ (0,6…0,8) Рор. (21)

Расход воды в стояке должен быть больше требуемого минимального расхода воды для принятого диаметра труб подъемной ветви стояка, Gст > Gmin.

С другой стороны, скорости движения теплоносителя при принятых диаметрах труб стояка не должны превышать максимально допустимые. Значения расхо-

дов воды и минимально допустимой скорости приведены в [4] и в приложении

9. Для удаления воздуха из нагревательных приборов верхних этажей скорость движения воды в стояках – не менее 0,2 м/с.

Расход воды в стояке Gст, кг/ч, определяют по формуле:

где Qст – тепловая нагрузка стояка, Вт;

∆tст – перепад температур воды в стояке (tг – tо), оС;

св = 4,19 кДж/(кг·°С), массовая теплоемкость воды.

Потери давления в стояках определяют по методу характеристик сопро-

тивления. В этом случае потери давления на трение и в местных сопротивлени-

Характеристика сопротивления участка трубопровода стояка S равна по-

терям давления в нём при расходе воды 1 кг/ч, Па/(кг/ч)2.

За участок стояка может быть принят укрупненный узел или отрезок трубопровода как с местными сопротивлениями так и без них.

Значения S·10-4, Па/(кг/ч)2, радиаторных узлов и участков стояков приве-

дены в приложении 10. Для узлов стояка, не приведённых в приложении 10, ха-

48

рактеристики сопротивления, Па/(кг/ч)2, подсчитываются по формулам:

для участка трубопровода длиной l:

l – длина участка трубопровода, м;

ξ– коэффициент местного сопротивления;

А – удельное скоростное давление в трубопроводе, возникающее при прохождении 1 кг/ч воды, Па/(кг/ч)2.

Значения А·104 и λ/dв даны в приложении 11. Значения коэффициентов местного сопротивления фасонных частей, арматуры и тройников на ответвле-

ниях стояков от подающего и обратного магистральных трубопроводов приве-

дены в [14, 21].

11.3. Гидравлический расчёт магистральных трубопроводов системы отопления

Используя вычерченную аксонометрическую схему системы отопления,

проводят нумерацию участков магистральных трубопроводов. Участком назы-

вается отрезок трубопровода определённого диаметра с постоянным расходом теплоносителя. Гидравлический расчёт магистральных трубопроводов прово-

дится по методу удельных потерь давления. Потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке магистрального трубопровода, Па, опреде-

ляют по формуле:

где R – удельные потери давления на трение, Па/м, принимаются по таб-

лицам, приведенным в [4];

z – потери давления на преодоление местных сопротивлений, Па.

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

v2 – динамическое давление, Па, рассчитывается по формуле (7) или

2

определяется по [7];

v – скорость воды в трубопроводе, м/с.

Коэффициенты местных сопротивлений тройников или крестовин отно-

сятся к участкам с меньшим расходом воды.

В первую очередь выполняется гидравлический расчёт подающих и об-

ратных трубопроводов от дальнего до ближнего стояка, т.е. участков от точки

«а» до «г», а затем от точки «д» до точки «з» (рис. 21).

Ориентировочное давление на этих участках (невязка до ±15%):

После увязки потерь давления в полукольцах ближнего, промежуточного и дальнего стояков выполняется гидравлический расчёт подающих и обратных трубопроводов от ближнего стояка расчётной ветви системы (от точки «а» до элеватора и от элеватора до точки «з»):

Pорэл.а ≤ (0,2...0,4)Рор. (29)

з эл

Гидравлический расчет магистральных трубопроводов системы водяного отопления сводится в таблицу (табл. 4).

11.4. Увязка потерь давления в полукольцах системы отопления

Потери давления в полукольце через ближний стояк от точки «а» до «з» должны быть равны располагаемому давлению для этого стояка. Потери давле-

ния в полукольце через дальний стояк от точки «а» до точки «з» должны быть равны гидравлическому сопротивлению ближнего стояка (допустимая невязка до ±15 %):