10563

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.

Таблица 5

Объемное расширение воды, нагреваемой в системе отопления (в долях первоначального объема)

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 трубd 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, предъявляемые к однотрубным системам отопления.

Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами. Рекомендуемая длина отопительного прибора составляет до 75 % длины светового 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 лестничных клетках (на пути эвакуации) нагревательные приборы размещают в специальных 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 предусматривают обособленные стояки.

На магистралях, стояках и подводках устанавливают отключающую и регулирующую 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 конструктивному 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 магистральных трубопроводов и вычертить её на плане подвала.

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

В угловых помещениях возможна установка нагревательных приборов у наружных стен без световых проёмов.

Выбрать схемы однотрубных стояков. Наиболее часто применяют однотрубные системы отопления со смещенными замыкающими участками.

44

В этом случае регулирование теплоотдачи нагревательных приборов проводится кранами регулирующими проходными шиберными типа КРПШ или другими аналогичными устройствами.

Наиболее распространенные схемы однотрубных систем отопления приведены на рис. 19. Стояк 2 состоит из транзитной подъемной и нагруженной опускной частей. На транзитной (холостой) части стояка предусмотрена установка 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 прибору (иногда по два прибора на сцепке). Длину подводок к нагревательным приборам принимают 500 мм. Диаметры подводок между нагревательными приборами на сцепке – 32 мм.

Для унификации монтажной заготовки и сборки элементов и узлов систем отопления стояки и подводки к нагревательным приборам следует проектировать стандартными. Применение разных диаметров стояков

Для унификации монтажных заготовок и сборки элементов и узлов систем отопления стояки и подводки к нагревательным приборам следует проектировать стандартными. Схемы и диаметры подводок радиаторных узлов принимают по приложению 8. Применение разных диаметров одного стока допускается только в целях увязки потерь гидравлического давления в системе отопления. 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 зданиях 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 запорнорегулирующей арматуры, уклонов, компенсаторов и схем применяемых радиаторных узлов обвязки.

В качестве расчетной ветви системы отопления выбрать наиболее нагруженная 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 определении 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 отопления для обеспечения расчетных нагрузок отопительных приборов.

В методических указаниях к настоящему курсовому проекту ограничимся расчётом трубопроводов трёх циркуляционных колец системы отопления, проходящих через ближний, промежуточный и дальний стояки одной расчётной ветви системы отопления здания.

Для гидравлического расчёта системы отопления задаёмся ориентировочным располагаемым давлением Рор = 10000…15000 Па.

В целях повышения гидравлической устойчивости и устранения гидравлической разрегулировки системы отопления рекомендуется располагаемое давление Рор расходовать на потери давления на трение и в местных сопротивлениях 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 трубопроводы 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 именно: 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-

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 расходов 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:

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

Потери давления в стояках определяют по методу характеристик сопротивления. В этом случае потери давления на трение и в местных сопротивлени-

Характеристика сопротивления участка трубопровода стояка S равна потерям 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 приведены 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:

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 ответвлениях 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 называется отрезок трубопровода определённого диаметра с постоянным расходом теплоносителя. Гидравлический расчёт магистральных трубопроводов проводится по методу удельных потерь давления. Потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке магистрального трубопровода, Па, определяют по формуле:

где R – удельные потери давления на трение, Па/м, принимаются по таблицам, приведенным в [4];

z – потери давления на преодоление местных сопротивлений, Па.

Коэффициенты местных сопротивлений тройников или крестовин относятся к участкам с меньшим расходом воды.

В первую очередь выполняется гидравлический расчёт подающих и обратных трубопроводов от дальнего до ближнего стояка, т.е. участков от точки

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

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