4. Расчет водоструйного элеватора и расширительного бака.
Основной расчетной характеристикой для элеватора является коэффициент смешения U, определяющий отношение расхода охлажденной воды системы к расходу горячей воды тепловой сети:
,
(19)
где:tc – температура воды теплой сети, оС;
tr – температура горячей воды системы отопления, оС;
to – температура охлажденной воды системы отопления, оС.
Для подбора элеватора определяем давление, создаваемое насосом ∆pнас, Па, по формуле:
(20)
где pэ – располагаемое давление в тепловой сети на вводе в здание перед элеватором.
Диаметр горловины элеватора (камеры смешения) dr, мм, определяем по формуле:
(21)
где Gс – расчетный расход сетевой воды, кг/ч.
(22)
где: с – теплоемкость воды, равная 4,18 кДж/(кг* 0С);
β1 – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительный тепловой поток устанавливаемых ОП за счет округления сверх расчетной величины (β1=1,05);
β2 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери ОП у наружных ограждений (β2=1,02).
По формуле (19) определяем коэффициент смешения, для которого tr=95 оС, tc=130 оС, to=70 оС
U = (130-95)/(95-70) =1,4;
Определяем давление создаваемое насосом по формуле (20), для которого pэ=140 кПа
∆pнас = 140/(1,4*(1+1,4)2)=17,36 кПа;
Расчетный расход сетевой воды определяем по формуле (22) для которого β1=1,05, β2=1,02.
кг/ч.
Диаметр
горловины элеватора (камеры смешения)
определяем по формуле (21):
dr = 87,4*√482/ (1000√17,36)=29,72мм.
По таблице 1[2] выбираем элеватор №4 с диаметром камеры смешения 30 мм и общей длиной 625 мм.
Подбор бака осуществляется по объему Vпол, л, соответствующем увеличению объему воды в системе, определяемому, как:
Vпол=β*∆t*Vс, (23)
где Vс - объем воды в системе при начальной температуре.
β – среднее значение коэффициент объемного расширение воды (β=0,0006).
∆t – изменение температуры воды от начальной до средней расчетной, оС.
В качестве полезной вместимости расширительного бака Vпол считаем от контрольной до переливной трубы. На каждый 1000 Вт тепловой мощности приходится 8л на стальной панельный радиатор и 8 л на теплопровод с искусственной циркуляцией.
5 Гидравлический расчет системы водяного отопления
Гидравлический расчет системы водяного отопления производим для определения диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении. Расчет производим по методу средних удельных потерь.
Первоначально выбираем главное циркуляционное кольцо, проходящее через верхний отопительный прибор дальнего стояка. Определяем среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу:
,
(24)
где K- коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления(для систем с искусственной циркуляцией k=0.35);
l – суммарная длина расчетных участков, м.
pc – расчетное циркуляционное давление(принимаем равным pнас (формула 20))
Определяем расход воды расчетных участков Gуч, кг/ч:
,
(25)
где Q – тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, Вт;
С – теплоемкость воды – 4,18 кДж/(кгС)[2, стр. 17];
t2 - t0 – перепад температур в системе, С
Ориентируясь на Rудср и Gуч с помощью таблицы-приложения 6[1] подбираем фактический диаметр участка d и величину удельной потери давления на трение на каждом участке, перемножая Rудф с длиной участка.
Находим потери давления на местные сопротивления:
,
(26)
где Pд – значение динамического давления, Па (приложение 7, стр. 457)[1],
- коэффициент местного сопротивления(приложение 5)[1].
Местное сопротивление тройников и крестовин относят к расчетным участкам с меньшим расходом воды; местное сопротивление отопительных приборов учитывается поровну в каждом примыкающем к ним трубопроводе.
Общие потери давления на участке при выбранных диаметрах:
,
(27)
Далее суммируем все потери в кольце, причем получившееся число должно быть в пределах от(0,9 - 0,95)Pc располагаемого давления в кольце. Если условие это не выполняется, то необходимо выполнить перерасчет участков до выполнения условия.
Ведомость расчета теплопотерь
|
№ помещения и его назначение |
Поверхность ограждения |
Разность температур tв – tн |
Поправочный коэффициент n |
Коэффициент теплопередачи k Вт/м С |
Основные теплопотери Qосн, Вт |
Добавочные теплопотери, Вт |
Теплопот. на фильт-ю Qвен, Вт |
Быт-е тепловыд-я Qбыт, Вт |
Общие теплопотери Qпот=Qосн+Qдоб+Qвен-Qбыт | ||||||
|
Обозначение |
Ориентация |
Размер a, м |
Размер b,м |
Площадь,м2 |
На ориентацию |
Другие |
Всего | ||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
101ЖК |
НС |
В |
6,4 |
3,03 |
12,01 |
47 |
1 |
0,496 |
290 |
29 |
|
319 |
1464 |
605 |
2527 |
|
НС |
С |
4,5 |
3,03 |
13,64 |
47 |
1 |
0,496 |
270 |
27 |
|
297 | ||||
|
ПЛ |
|
4,5 |
6,4 |
28,80 |
45 |
0,6 |
0,395 |
380 |
|
|
380 | ||||
|
ТО |
|
2,46 |
1,5 |
7,38 |
47 |
1 |
1,82 |
420 |
42 |
|
462 | ||||
|
Д |
|
2,1 |
0,9 |
1,89 |
3 |
1 |
2,941 |
40 |
|
|
40 | ||||
|
ВС(Л) |
|
4,7 |
3,03 |
14,24 |
3 |
1 |
1 |
100 |
|
|
100 | ||||
|
ВС(К) |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
70 |
|
|
70 | ||||
|
А |
НС |
В |
2,4 |
6,3 |
15,12 |
45 |
1 |
0,496 |
290 |
29 |
|
319 |
538 |
230 |
1587 |
|
НС |
Ю |
4,8 |
6,3 |
30,24 |
45 |
1 |
0,496 |
590 |
|
|
590 | ||||
|
ПТ |
|
2,4 |
4,8 |
11,52 |
45 |
0,9 |
0,327 |
200 |
|
|
200 | ||||
|
ПЛ |
|
2,4 |
4,8 |
11,52 |
45 |
0,6 |
0,395 |
140 |
|
|
140 | ||||
|
102КХ |
НС |
Ю |
4,1 |
3,03 |
4,55 |
45 |
1 |
0,49 |
200 |
|
|
200 |
490 |
200 |
1637 |
|
НС |
З |
2,6 |
3,03 |
7,88 |
45 |
1 |
0,49 |
150 |
104 |
|
254 | ||||
|
ТО |
|
1,2 |
1,5 |
1,80 |
45 |
1 |
1,82 |
140 |
|
|
140 | ||||
|
Д |
|
2,1 |
0,9 |
1,89 |
45 |
1 |
2,94 |
743 |
|
|
743 | ||||
|
ПЛ |
|
4,1 |
0 |
0,00 |
45 |
0,6 |
0,395 |
130 |
|
|
130 | ||||
|
103СУ |
ВС |
|
5,2 |
3,03 |
15,76 |
5 |
1 |
0,49 |
150 |
|
|
150 |
100 |
40 |
280 |
|
Д |
|
2,1 |
0,7 |
1,47 |
5 |
1 |
2,94 |
40 |
|
|
40 | ||||
|
ПЛ |
|
1,4 |
1,2 |
1,68 |
5 |
0,6 |
0,395 |
30 |
|
|
30 | ||||
|
104ВК |
НС |
С |
4,3 |
3,03 |
13,03 |
47 |
1 |
0,49 |
240 |
|
|
240 |
780 |
320 |
1160 |
|
НС |
З |
1,7 |
2,75 |
4,68 |
47 |
1 |
0,49 |
220 |
|
|
220 | ||||
|
ТО |
|
0,7 |
2,1 |
1,47 |
47 |
1 |
1,82 |
180 |
|
|
180 | ||||
|
ПЛ |
|
2,59 |
2,75 |
7,12 |
47 |
0,6 |
0,395 |
220 |
|
|
220 | ||||
|
201ЖК |
НС |
В |
6,4 |
3,03 |
12,01 |
47 |
1 |
0,496 |
290 |
29 |
|
319 |
1464 |
605 |
2717 |
|
НС |
С |
4,5 |
3,03 |
13,64 |
47 |
1 |
0,496 |
270 |
27 |
|
297 | ||||
|
ПТ |
|
4,5 |
6,4 |
28,80 |
45 |
0,9 |
0,327 |
570 |
|
|
570 | ||||
|
ТО |
|
2,46 |
1,5 |
7,38 |
47 |
1 |
1,82 |
420 |
42 |
|
462 | ||||
|
Д |
|
2,1 |
0,9 |
1,89 |
3 |
1 |
2,941 |
40 |
|
|
40 | ||||
|
ВС(Л) |
|
4,7 |
3,03 |
14,24 |
3 |
1 |
1 |
100 |
|
|
100 | ||||
|
ВС(К) |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
70 |
|
|
70 | ||||
|
202КХ |
НС |
Ю |
4,1 |
3,03 |
4,55 |
45 |
1 |
0,49 |
200 |
|
|
200 |
490 |
200 |
1444 |
|
НС |
З |
2,6 |
3,03 |
7,88 |
45 |
1 |
0,49 |
150 |
104 |
|
254 | ||||
|
ТО |
|
3,3 |
3 |
9,90 |
45 |
1 |
1,82 |
400 |
100 |
|
500 | ||||
|
ПТ |
|
4,1 |
0 |
0,00 |
45 |
0,9 |
0,327 |
200 |
|
|
200 | ||||
|
203СУ |
ВС |
|
5,2 |
3,03 |
15,76 |
5 |
1 |
0,49 |
150 |
|
|
150 |
100 |
40 |
290 |
|
Д |
|
2,1 |
0,7 |
1,47 |
5 |
1 |
2,94 |
40 |
|
|
40 | ||||
|
ПТ |
|
1,4 |
1,2 |
1,68 |
5 |
0,9 |
0,327 |
40 |
|
|
40 | ||||
|
204ВК |
НС |
С |
4,3 |
3,03 |
13,03 |
47 |
1 |
0,49 |
240 |
|
|
240 |
780 |
320 |
1420 |
|
НС |
З |
1,7 |
2,75 |
4,68 |
47 |
1 |
0,49 |
220 |
|
|
220 | ||||
|
ТО |
|
0,7 |
2,1 |
1,47 |
47 |
1 |
1,82 |
180 |
|
|
180 | ||||
|
ПТ |
|
2,59 |
2,75 |
7,12 |
47 |
0,9 |
0,327 |
320 |
|
|
320 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СУММА |
13062 |