Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Система горячего водоснабжения жилого дома. Учебно-методическое пособие
.pdf
41
Максимальный часовой расход греющей воды равен:
вгр.
G
=
max
гв
G
= 3912,7 кг/ч.
Задаваясь скоростью воды в межтрубном пространстве по-
догревателя, равной 1 м/с, найдем ориентировочно площадь сечения межтрубного пространства, м2 (при = 1000 кг/м3):
2
мт
м0011,0
98813600
7,3912
=
=f
.
По полученному значению fмт подбираем типоразмер подо-
гревателя с наружным диаметром корпуса 57 мм и стандартными
значениями fтр = 0,00062 м2, f
мт
= 0,00116 м2, поверхностью нагре-
ва одной секции 0,75 м2 и dэ = 0,0129 м.
Определим действительные скорости движения воды
в трубках и в межтрубном пространстве:
хв
тр
тр
2469
1,12
3600 ρ 3600 0,00062 988
G
wf= = =
м/с;
гр.в
мт
мт
3912,7
0,95
3600 ρ 3600 0,00116 988
G
wf= = =
м/с.
Среднее значение температуры нагреваемой и греющей воды:
ср х г
0,5 ( ) 0,5 (55 5) 30 С;t t t= + = + =
ср 1 2г
0,5 ( ) 0,5 (70 40) 55 С.
= + = + =
Коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к поверхно-
сти стенок трубок
мт
и от трубок к нагреваемой воде
тр
:
( )
0,8
2
тр
0,2
1,12
1630 21 30 0,041 30 5713,37
0,014
= + − =
Вт/(м2К);
( )
0,8
2
мт
0,2
0,95
1630 21 55 0,041 55 6093,69
0,0129
= + − =
Вт/(м2К).
42
Коэффициенты теплопередачи:
5,2442
69,6093
1
110
001,0
37,5713
1
85,0
п
=
++
=k
Вт/(м2К).
Среднелогарифмический температурный напор в подогре-
вателе:
лог
2г х 1 г
ср
2гх
1 г
( ) ( )
(40 5) (70 55)
23,53 C.
40 5
ln
ln
70 55
tt
t
t
t
− − −
− − −
= = =
−
−
−
−
Необходимая площадь нагрева подогревателей:
.м64,2
53,235,2442
108,151
2
3
=
=F
Количество секций nп = 2,64 / 0,75 = 3,5.
Принимаем к установке подогреватель из 4 секций.
5.5.2. Выбор оборудования местного теплового пункта
Выбор водомера
Счетчик расхода воды (водомер) в закрытых системах теплопотребления устанавливают на вводе трубопровода холодной
воды в здание до подогревателя ГВС с обязательным устройством
обводного трубопровода с запорным органом.
Приборы ВСХ предназначены для учета расхода холодной
воды, рекомендованы Госстандартом России к применению
у всех потребителей воды.
Счетчики воды типа ВСХ устанавливают на горизонтальном
участке трубопровода с минимальным расстоянием прямого
участка 5dу до счетчика и 1dу после счетчика (рис. 5.4).
Водомеры должны рассчитываться на максимальный часовой
расход воды Gч и подбираться так, чтобы стандартное значение верхнего предела измерения прибора было ближайшим по отношению
к значению максимального часового расхода (табл. П.3.9).
43
Рис. 5.4. Схема водомерного узла: 1 – шаровой кран; 2 – счетчик во-
ды; 3 – фильтр
Перед счетчиками необходимо устанавливать фильтры
(см. п. 5.5.3).
Пример выбора водомера
На вводе трубопровода холодной воды в здание принимаем
к установке счетчик холодной воды крыльчатого типа ВСХ.
Для нашего примера максимальный часовой расход
G = 2,469 м3/ч. К установке принимаем счетчик ВСХ-15 с диамет-
ром dу = 15 мм.
5.5.3. Расчет потерь напора в местном тепловом пункте
Потери напора в тепловом пункте определяются по формуле:
уз пд сч ф к д
Н Н Н Н H Н Н = + + + + +
,
где
пд
Н
– потери напора в подогревателе, м;
сч
Н
– потери напора
в счетчике воды, м;
ф
Н
– потери напора в фильтре, м; H – поте-
ри напора по длине водомерного узла, м;
к
Н
– потери напора на
сжатие потока (конфузор), м;
д
Н
– потери напора на расширение
потока (диффузор), м.
Шаровые краны, которые должны работать только в край-
них положениях, в открытом виде не создают гидравлического
сопротивления и поэтому не учитываются.
44
Потери напора в подогревателе
2
пд тр п
Н nmw n=
,
где n – безмерный коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора за счет зарастания труб (принимается равным 4);
m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции
скоростного подогревателя ГВС (принимается равным 0,75 при
длине секции 4 м); nп – число секций подогревателя (п. 5.5.1);
wтр – скорость движения воды в трубках подогревателя без учета
их зарастания (п. 5.5.1).
Потери давления в счетчике холодной воды, выбранного
в соответствии с п. 5.5.2, определяются по расходу холодной воды и диаметру по номограмме (рис. П.3.2).
Потери давления в фильтре определяются по расходу холодной воды и диаметру по табл. П.3.9.
Потери давления, м, по длине водомерного узла определяются по формуле
H
= LV
2
/ 2gd,
где – коэффициент гидравлического сопротивления трению; L –
длина водомерного узла, м, принимаемая в соответствии с рис. 5.4;
V – скорость теплоносителя, м/с; g – ускорение свободного паде-
ния, м/с2; d – диаметр трубопровода водомерного узла, м.
Скорость теплоносителя, м/с, определяется по формуле
V =
hr
q
/S,
где
hr
q
– количество теплоносителя, м3/с; S = d2 / 4 – площадь
поперечного сечения трубы, м2.
Коэффициент гидравлического сопротивления трению
= 0,3146 Re
–0,25
.
Число Рейнольдса определяется по формуле
Re = Vd / ,
45
где V – скорость теплоносителя, см/с; d – диаметр трубопровода водомерного узла, см; = 0,004 см2/с – кинематическая вязкость воды.
Потери давления в конфузоре, м, на сжатие потока опреде-
ляются по формуле
Нк = кV
2
/ 2g,
где к – значение местного сопротивления (выбирается по
табл. П.3.10) при угле переходного конуса 12,5.
Потери давления в диффузоре, м, на расширение потока
определяются по формуле
Нд = дV
2
/ 2g,
где д – значение местного сопротивления (выбирается по
табл. П.3.11) при угле переходного конуса 12,5.
Пример расчета потерь давления
местного теплового пункта
Потери напора в подогревателе:
2
пд
Н 4 0,75 1,12 4 15,1 м.= =
Потери давления в счетчике воды ВСХ-15 при
hr
q
= 2,469 м3/ч:
Н
сч
= 70 кПа = 7,0 м.
Потери давления в фильтре при
hr
q
= 2,469 м3/ч и dу = 40 мм
составят:
Нф = 0,4 кПа = 0,04 м.
Потери давления по длине водомерного узла при dу = 40 мм
составят:
Н
= 0,021 0,3 0,5492 / 2 10 0,04 = 0,0024 м.
Скорость теплоносителя равна:
46
V = 0,69 10
–3
/ 1,256 10–3 = 0,549 м/с,
где S = d 2 / 4 = 3,14 0,042 / 4 = 1,256 10–3 м2.
Число Рейнольдса находим по формуле
Re = 54,9 4 / 0,004 = 54900.
Коэффициент гидравлического сопротивления трению
= 0,3146 54900
–0,25
= 0,021.
Потери давления по длине водомерного узла при dу = 15 мм
составят:
Н
= 0,016 0,09 3,892 / 2 10 0,015 = 0,073 м.
Скорость теплоносителя равна:
V = 0,69 10
–3
/ 0,177 10–3 = 3,89 м/с,
где S = d2 / 4 = 3,14 0,0152 / 4 = 0,177 10–3 м2.
Число Рейнольдса находим по формуле
Re = 389 1,5 / 0,004 = 145875.
Коэффициент гидравлического сопротивления трению
= 0,3146 145875
–0,25
= 0,016.
Потери давления на сжатие потока
Нк = 0,36 3,892 / 2 10 = 0,27 м вод. ст.,
где к = 0,36 определяем методом интерполяции при угле переходного конуса 12,5.
Потери давления на расширение потока
Нд = 0,23 3,892 / 2 10 = 0,17 м вод. cт.,
где д = 0,23 определяем при угле переходного конуса 12,5.
Потери давления в тепловом узле:
уз
Н 15,1 7 0,04 0,073 0,0024 0,27 0,17 22,7 м. = + + + + + + =
47
5.5.4. Подбор насосов
Для закрытых систем теплоснабжения требуемый напор
в водопроводе холодной воды следует определять по формуле
тр св
Н H Н Н ,
geom tot
= + +
где H
geom
– геометрическая высота подачи воды от оси трубопро-
вода, подающего холодную воду, до оси наиболее высоко расположенного прибора, м; Н
tot
– сумма потерь напора в системе
ГВС здания, которая складывается из потерь в тепловом узле здания Нуз (см. п. 5.5.3) и системе трубопроводов Н (табл. П.4.3),
м; Нсв – свободный напор, м, у санитарно-гигиенического прибора; принимается равным 2 м для раковин, моек, смесителей умывальников и 3 м – для смесителей ванн и душевых кабинок.
Если напор на вводе холодного водопровода Нв больше тре-
буемого, то устанавливаются только циркуляционные насосы
(табл. П.3.12), которые подбираются по расходу воды, кг/с, [5]:
ц.н с ц ц
(( )0,15 )G G G G= + +
и расчетному напору, м:
2
сц
ц
ц п ц
ц
Н H Н
хG G
G
+
= +
,
где Gс, Gц – секундный и циркуляционный расходы горячей воды на
здание в целом, кг/с (принимается из табл. П.4.3);
ц
п
H
– потери
напора в подающем трубопроводе и подогревателе при циркуляционном расходе, м;
ц
Н
– потери напора в циркуляционном трубо-
проводе, м; х – доля максимального водоразбора, принимается для
систем горячего водоснабжения протяженностью до 60 м равной
0,15, для систем протяженностью 100–150 м – равной 0,2–0,3.
Установка циркуляционных насосов необходима для
предотвращения остывания горячей воды в трубопроводах при
незначительном водоразборе или его полном прекращении. Для
снижения избыточного напора в режиме циркуляции при необходимости следует предусматривать установку диафрагмы на всасывающем патрубке насоса.
48
Если напор на вводе холодного водопровода меньше требуе-
мого, то устанавливаются повысительно-циркуляционные насосы
(табл. П.3.13), которые подбираются по суммарному расходу воды
цспв
GGG +=
и недостающей величине напора
пц тр в
Н H Н .=−
Устанавливается не менее двух насосов, один из которых
резервный.
Пример подбора насосов
Требуемый напор в водопроводе холодной воды:
тр
Н 15 22,7 6,49 3 47,19= + + + =
м.
Для первого варианта расчета при Нв = 30 м – напор на вводе холодного водопровода недостаточен, поэтому необходима
установка повысительно-циркуляционных насосов, которые подбираются по суммарному расходу воды
/чм57,4л/с27,1147,0123,1
3
цспв
==+=+= GGG
и недостающей величине напора
69,163069,46
пц
=−=Н
м.
По данным характеристикам подбираем насос марки CRE 3
с расходом воды 5 м3/ч и максимальным напором 24 бар.
Для второго варианта расчета (при Нв = 50 м) напор на вводе
холодного водопровода достаточен, необходима установка циркуляционных насосов, которые подбираются по суммарному расходу воды
338,0147,015,027,1
пв
=+=G
кг/с
и суммарной потере напора, состоящей из потерь напора в подающем
трубопроводе и подогревателе при циркуляционном расходе и потерь
напора в циркуляционном трубопроводе. Для определения потерь
напора в подающем трубопроводе необходимо произвести гидравлический расчет подающих трубопроводов главного циркуляционного
кольца (табл. 5.4). Расчет производится при циркуляционном расходе
(секундный расход не учитывается) и ранее подобранных диаметрах
трубопроводов в табл. 5.3.
49
Таблица 5.4
Гидравлический расчет трубопроводов
Участок №
Расход воды
Длина участка
Диаметр тр
убы,
d, мм Скорость
воды,
w, м/с
Удельн
ые потери
напора
,
i, мм/м
Потери нап
ора
ΔН, м
Примеч
ание
горячей, G
с
, л/с
циркул
яци-
онной,
G
ц
, л/с
G
c
+ G
ц
, л/с
действитель-ная, l, м
эквивалент-
ная, l
э
, м
расчетная,
l
р
, м
Расчет кольца через стояк 1
12–11
0,147
0,147
2,3
0,46
2,76
40
0,25
1,5
0,004
0,0552
11–10
0,0991
0,0991
5,4
1,08
6,48
32
0,11
1,3
0,008
10–9
0,0740
0,0740
0,6
0,12
0,72
32
0,1 1 0,000
9–8 0,0505
0,0505
9
1,8
10,8
32
0,05
0,5
0,005
8–7 0,0234
0,0234
3,9
0,78
4,68
25
0,05
1,5
0,007
7–6 0,0234
0,0234
3,0
1,5
4,5
25
0,05
1,5
0,006
6–5 0,0234
0,0234
3,0
1,5
4,5
25
0,05
1,5
0,006
5–4 0,0234
0,0234
3,0
1,5
4,5
25
0,05
1,5
0,006
4–3 0,0234
0,0234
3,0
1,5
4,5
25
0,05
1,5
0,009
СтТ4-1+ 7’–8’
0,0234
0,0234
16+3,9
3,98
23,88
15
0,25
20
0,478
0,895
8’–9’
0,0505
0,0505
9
1,8
10,8
20
0,2
10
0,108
9’–10’
0,0740
0,0740
0,6
0,12
0,72
20
0,23
12
0,008
10’–11’
0,0991
0,0991
5,4
1,08
6,48
20
0,4
40
0,259
11’–12’
0,147
0,147
2,3
0,46
2,76
25
0,3
15
0,041
49
50
Для определения потерь напора в подогревателе необхо-
димо произвести перерасчет скорости движения нагреваемой воды в трубках подогревателя, wтр:
ц
тр
тр
529,2
0,24
3600 3600 0,00062 989
G
wf= = =
м/с,
где Gц, кг/ч, принимаем из табл. 5.4.
Тогда потери напора в подогревателе составят:
2
пд
Н 4 0,75 0,24 5 0,864 м.= =
Таким образом, суммарные потери напора составят:
2
ц
0,15 1,123 0,147
Н (0,0552 0,864) 0,895 5,1
0,147
+
= + + =
м.
По полученным характеристикам подбираем насос марки ЦВЦ
10,0-4,7 с расходом воды 0,63 кг/с и максимальным напором 5,4 м.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]