Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Баймагулов Н.Б.doc
Скачиваний:
35
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
1.34 Mб
Скачать

1.4.3 Гидравлический расчет системы отопления

Цель гидравлического расчета системы отопления является подбор оптимальных диаметров трубопроводов.

Система отопления проектируется двухтрубная с нижней разводкой с попутным движением теплоносителя.

Основное циркуляционное кольцо выбирается через наиболее нагруженный из удаленных стояков – через стояк №4. К основному циркуляционному кольцу подсоединяются горизонтальные ветви, для разводки по помещениям.

Расход теплоносителя в системе, ветви или стояке системы отопления определяется по формуле:

(1.10)

где Q – расчетный тепловой поток, Вт, обеспечиваемый теплоносителем системы ветви или стояка;

с – удельная теплоемкость воды, равная 4.2

t – разность температур, С, теплоносителя на входе и выходе из системы ветви или стояка; в двухтрубной системе t = const = 75 – 55 = 20 С;

В двухтрубной системе отопления расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

Рр = Рн + 0.4 Ре, Па, (1.11)

где Рн – давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе; Па;

Ре – естественное циркуляционное давление, Па:

Ре = Ре. пр + Ре. тр, (1.12)

где Ре.пр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па;

Ре.тр - естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в трубах, Па, так как система с нижней разводкой то величиной Ре. тр. пренебрегаем;

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па определяется по следующей формуле:

Ре. пр =  g h1 (tг- tо), (1.13)

где  - среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1 С, равное 0.64 кг/(м3С);

g – ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с2;

h1 – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже и нагревания в системе, м;

tг – температура воды в подающей магистрали, С;

tо – температура воды в обратной магистрали, С.

При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления Rср, Па/м, определяемого по формуле:

(1.14)

где l – общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м;

Считается, что потери давления на трение составляют 65% Рр.

Предварительно вычисляют расход воды на каждом участке. Потери давления на трение и местные сопротивления на участке определяют отдельно по следующей формуле:

(1.15)

где  - коэффициент гидравлического трения, определяется по формуле Альтшуля:

(1.16)

где  - плотность воды, кг/м3;

 - скорость воды, м/с;

 - коэффициент местного сопротивления;

dв – расчетный диаметр трубопровода, м;

lуч – длина расчетного участка, м;

Rlуч – удельные потери давления на трение, Па;

Z – потери давления на местные сопротивления, Па.

Зная величину Rср и расход теплоносителя на участке, находим условный диаметр трубы и скорость движения воды. Уточняем величину Rр потерь давления на трение и умножая на длину участка получаем потери давления на трение на расчетном участке. Затем определяем на каждом участке сумму коэффициентов местных сопротивлений и рассчитываем потери давления в местных сопротивлениях. Суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца (RL + Z) сравниваем с величиной расчетного располагаемого давления в системе отопления. Расхождение между ними при тупиковом движении теплоносителя не должно превышать 15 %.

Расчет ответвлений производим аналогично по расчету главного циркуляционного кольца. Для увязки давления в ответвлениях устанавливаем автоматические балансировочные клапаны. Выбираем автоматические балансировочные клапаны типа ASV фирмы «Данфосс». ASV обеспечивает оптимальное распределение теплоносителя по стоякам системы отопления и её нормальное функционирование. Выбор регулирующего клапана осуществляется по диаметру трубопровода.

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе составит

Ре. пр = 0.64 · 9.81 · ( 2 ) · (75 - 55) = 315Па.< 10%Рр, пренебрегаем.

Тогда давление создаваемое насосом составит:

Рн = Рр = 4000 Па.

Перечень коэффициентов местных сопротивлений для главного циркуляционного кольца.

Участок 1.

- отвод 1 шт.

 = 0,8;

- вентиль 1 шт.

 = 6,7;

Участок 2.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 3.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 4.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 5.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 6.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

- сужение

 = 0,2;

Участок 7.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 8.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 9.

- тройник на проход 1 шт.

 = 3,5;

- сужение

 = 0,2;

Участок 10.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

- отвод 1 шт.

 = 0,8;

Участок 11.

- тройник на проход 1 шт.

 = 3,0;

Участок 12.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 13.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 14.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

- сужение

 = 0,2;

Участок 15.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 16.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,4;

- сужение

 = 0,2;

Участок 17.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 18.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 19.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 20.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 21.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 22.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 23.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,4;

- расширение

 = 0,2;

Участок 24.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 25.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

- сужение

 = 0,2;

Участок 26.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 27.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

- сужение

 = 0,2;

Участок 28.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 29.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 30.

- тройник на проход 1 шт.

 = 3,5;

- сужение

 = 0,2;

Участок 31.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

Участок 32.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 33.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

- сужение

 = 0,2;

Участок 34.

- тройник на проход 1 шт.

 = 2,5;

- сужение

 = 0,2;

Участок 35.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 36.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 37.

- тройник на проход 1 шт.

 = 1,0;

Участок 38.

- отвод 1 шт.

 = 0,8;

- вентиль 1 шт.

 = 6,7;

Коэффициенты местных сопротивлений остальных участков системы отопления определены аналогично.

Гидравлический расчет системы отопления сведен в таблицу 1.6

Таблица 1.6 - Гидравлический расчёт системы отопления

уч.

Q рад.

Вт

G,

кг/ч

L ,

м

Dу ,

мм

W ,

м/с

R ,

Па/м

RхL ,

Па

 

Z ,

Па

RL+Z,

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Главное циркуляционное кольцо

1

83950

3715

2

76

0,2

12,6

25,2

7,5

160

185,2

2

80030

3547

3

76

0,185

11,7

35,1

1

17,2

52,3

3

76870

3413

2

76

0,18

10,8

21,6

1

16,2

37,8

4

75220

3343

4

76

0,18

10,3

41,2

2,5

48,7

89,9

5

73570

3273

2

76

0,175

10,1

20,2

1

15,3

35,5

6

72750

3238

2

76

0,175

9,9

19,8

2,7

46

65,8

7

61250

2746

7

57

0,215

36

252

1

23

275

8

52600

2374

16

57

0,185

28,8

460,8

2,5

51,5

512,3

9

50460

1519

2

57

0,12

17,1

34,2

3,7

28,9

63,1

10

28629

1217

14

57

0,12

8,1

113,4

1,8

14,4

127,8

11

17079

722

2

32

0,205

19,8

39,6

3

63

92,6

12

15469

662

4

32

0,19

16,2

64,8

1

18,1

82,9

13

14609

625,5

2

32

0,18

14,4

28,8

1

16,2

35

14

13749

589

4

32

0,165

13,5

54

1,2

13,6

67,6

15

7879

337

4

25

0,165

18,9

75,6

2,5

40,9

116,5

16

4519

193

4

25

0,12

6,8

27,2

1,6

14,4

41,6

17

3536

151

3

25

0,12

4,05

12,2

1

7,2

19,4

18

2553

109

3

25

0,12

1,71

5,1

2,5

21,6

26,7

19

1570

67

6

25

0,12

0,86

5,2

1

7,2

12,4

20

1570

67

6

25

0,12

0,86

5,2

1

7,2

12,4

21

2553

109

3

25

0,12

1,71

5,1

2,5

21,6

26,7

22

3536

151

3

25

0,12

4,05

12,2

1

7,2

19,4

23

4519

193

4

25

0,12

6,8

27,2

1,6

14,4

41,6

24

7879

337

4

25

0,165

18,9

75,6

2,5

40,9

116,5

25

13749

589

4

32

0,165

13,5

54

1,2

13,6

67,6

26

14609

625,5

2

32

0,18

14,4

28,8

1

16,2

35

27

15469

662

4

32

0,19

16,2

64,8

1

18,1

82,9

28

17079

722

2

32

0,205

19,8

39,6

3

63

92,6

29

28629

1217

14

57

0,12

8,1

113,4

1,8

14,4

127,8

30

50460

1519

2

57

0,12

17,1

34,2

3,7

28,9

63,1

31

52600

2374

16

57

0,185

28,8

460,8

2,5

51,5

512,3

32

61250

2746

7

57

0,215

36

252

1

23

275

33

72750

3238

2

76

0,175

9,9

19,8

2,7

46

65,8

34

73570

3273

2

76

0,175

10,1

20,2

1

15,3

35,5

35

75220

3343

4

76

0,18

10,3

41,2

2,5

48,7

89,9

36

76870

3413

2

76

0,18

10,8

21,6

1

16,2

37,8

37

80030

3547

3

76

0,185

11,7

35,1

1

17,2

52,3

38

83950

3715

2

76

0,2

12,6

25,2

7,5

160

185,2

∑3878,8

Невязка (4000-3878,8)/4000=3%<15%.

Горизонтальная ветвь №1

39

3920

168

4

20

0,135

17

68

2

18,3

86,3

40

1960

84

6

20

0,12

16

96

1,5

15,5

121,5

41

1960

84

6

20

0,12

16

96

1,5

15,5

121,5

42

3920

168

4

20

0,135

17

68

2

18,3

86,3

∑415,6

Невязка (4000-420)/4000=89%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.

Горизонтальная ветвь №2

43

11500

492

1

38

0,14

5

5

3

29,5

34,5

44

10410

445,5

3

38

0,125

4

12

1

7,8

19,8

45

9320

399

4

32

0,125

7

28

1,5

15,7

33,7

46

8178

350

4

32

0,12

5,5

22

1

7,2

29,2

47

7036

301

4

32

0,115

4

16

1,5

13,3

29,3

48

5894

252

6

32

0,11

3

18

1

6,1

24,1

49

4752

203

4

25

0,12

8,5

34

1

7,2

41,2

50

3610

154

4

25

0,12

5

20

2

14,4

34,4

51

1805

77

3

25

0,11

1,2

3,6

1,5

12,1

15,7

52

1805

77

3

25

0,11

1,2

3,6

1,5

12,1

15,7

53

3610

154

4

25

0,12

5

20

2

14,4

34,4

54

4752

203

4

25

0,12

8,5

34

1

7,2

41,2

55

5894

252

6

32

0,11

3

18

1

6,1

24,1

56

7036

301

4

32

0,115

4

16

1,5

13,3

29,3

57

8178

350

4

32

0,12

5,5

22

1

7,2

29,2

58

9320

399

4

32

0,125

7

28

1,5

15,7

33,7

59

10410

445,5

3

38

0,125

4

12

1

7,8

19,8

60

11500

492

1

38

0,14

5

5

3

29,5

34,5

∑523,8

Невязка (4000-520)/4000=87%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.

Горизонтальная ветвь №3

61

8650

372

16

32

0,125

6

96

2,5

23,5

119,5

62

7208

310

2

32

0,12

4,5

9

3

21,6

30,6

63

5766

248

2

32

0,14

2,8

5,6

2

19,6

25,2

64

4324

186

2

25

0,125

6

12

1

7,8

19,8

65

2882

124

2

25

0,12

2,6

5,2

1

7,2

12,4

66

1440

62

2

25

0,11

0,85

1,7

1,5

12,1

13,8

67

1440

62

2

25

0,11

0,85

1,7

1,5

12,1

13,8

68

2882

124

2

25

0,12

2,6

5,2

1

7,2

12,4

69

4324

186

2

25

0,125

6

12

1

7,8

19,8

70

5766

248

2

32

0,14

2,8

5,6

2

19,6

25,2

71

7208

310

2

32

0,12

4,5

9

3

21,6

30,6

72

8650

372

16

32

0,125

6

96

2,5

23,5

119,5

∑442,6

Невязка (4000-440)/4000=88%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.

Горизонтальная ветвь №4

73

20840

855

12

45

0,13

4

48

3

25,4

73,4

74

11390

451

3

38

0,14

4

12

1,5

19,6

31,6

75

10580

417

3

38

0,125

3,6

10,8

2

15,7

26,5

76

8620

360,5

2

38

0,125

2,6

5,2

1,5

14

19,2

77

6660

304

3

38

0,12

2

6

1

7,2

13,2

78

5140

239

4

32

0,115

2,8

11,2

2,5

19,9

31,1

79

4380

197,5

3

32

0,11

1,8

5,4

1,5

12,1

17,5

80

3620

156

4

25

0,12

2,6

10,4

2

14,4

24,8

81

2410

104

3

25

0,12

1,8

5,4

1

7,2

12,6

82

1200

52

3

25

0,11

0,6

1,8

1,5

12,1

13,9

83

1200

52

3

25

0,11

0,6

1,8

1,5

12,1

13,9

84

2410

104

3

25

0,12

1,8

5,4

1

7,2

12,6

85

3620

156

4

25

0,12

2,6

10,4

2

14,4

24,8

86

4380

197,5

3

38

0,11

1,8

5,4

1,5

12,1

17,5

87

5140

239

4

38

0,115

2,8

11,2

2,5

19,9

31,1

88

6660

304

3

38

0,12

2

6

1

7,2

13,2

89

8620

360

2

38

0,125

2,6

5,2

1,5

14

19,2

90

10580

417

3

38

0,125

3,6

10,8

2

15,7

26,5

91

11390

451

3

38

0,14

4

12

1,5

19,6

31,6

92

20840

855

12

45

0,13

4

48

3

25,4

73,4

∑527,6

Невязка (4000-430)/4000=86%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.

Горизонтальная ветвь №5

93

9450

404

2

32

0,14

7

14

3,5

39,3

53,3

94

8270

354

3

32

0,125

5,5

16,5

2,5

23,5

40

95

7090

304

3

32

0,125

4

14

2

15,7

29,7

96

5910

254

3

32

0,12

3

9

1

7,2

16,2

97

5100

219

4

32

0,115

2,2

8,8

1

6,6

15,4

98

4290

184

3

32

0,11

1,5

4,5

2

12,1

16,7

99

3700

159

2

25

0,12

5,5

11

1,5

14,4

25,4

100

2460

106

2

25

0,12

1,8

3,6

1

7,2

10,8

101

1230

53

2

25

0,11

0,6

1,2

1,5

12,1

13,3

102

1230

53

2

25

0,11

0,6

1,2

1,5

12,1

13,3

103

2460

106

2

25

0,12

1,8

3,6

1

7,2

10,8

104

3700

159

2

25

0,12

5,5

11

1,5

14,4

25,4

105

4290

184

3

32

0,11

1,5

4,5

2

12,1

16,7

106

5100

219

4

32

0,115

2,2

8,8

1

6,6

15,4

107

5910

254

3

32

0,12

3

9

1

7,2

16,2

108

7090

304

3

32

0,125

4

14

2

15,7

29,7

109

8270

354

3

32

0,125

5,5

16,5

2,5

23,5

40

110

9450

404

2

32

0,14

7

14

3,5

39,3

53,3

∑441,6

Невязка (4000-440)/4000=88%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.

Горизонтальная ветвь №6

111

11550

495

7

32

0,14

10

70

3

29,5

99,5

112

7700

330

3

32

0,11

5

15

2,5

18,2

33,2

113

3850

165

3

25

0,11

6

18

1,5

12,1

30,1

114

3850

165

3

25

0,11

6

18

1,5

12,1

30,1

115

7700

330

3

32

0,11

5

15

2,5

18,2

33,2

116

11550

495

7

32

0,14

10

70

3

29,5

99,5

∑325,6

Невязка (4000-330)/4000=91%>15%.

Устанавливаем балансировочный клапан ASV-M 25+ASV-PV 25.