5. Расчет и подбор циркуляционного насоса.
Тепловой пункт – узел присоединения системы отопления здания к тепловым сетям. Выбор схемы узла присоединения системы насосного водяного отопления к тепловым сетям зависит от разности давлений в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей с месте присоединения и от давления в системе отопления, допустимого для отопительных приборов системы (по условию прочности проборов).
В курсовом проекте присоединяем систему отопления к наружным тепловым сетям при помощи смесительного насоса, включённого в перемычку между подающей и обратной магистралями системы отопления. Эта зависимая схема установки смесительного насоса на перемычке между магистралями системы отопления на вводе здания. Такая схема применяется для понижения температуры воды, поступающей из тепловых сетей, до температуры tг, допустимой в системе отопления.
Понижение температуры происходит в результате смешивания высокотемпературной воды Тг с обратной охлаждённой до tо водой системы отопления. Смешивание воды в точке А обеспечивается совместным действием параллельно работающих сетевого насоса на тепловой станции и смесительного, включённого в перемычку. Поток охлажденной воды возвращается из системы отопления, делится на 2: первый в количестве G1 направляется в обратный теплопровод тепловой сети, а второй поток в количестве G0 перемещается по перемычке к точке смешивания.
Количество воды G0 перемещаемая смесительным насосом по перемычке в точку смешивания, определяется по выражению.
,
кг/ч (5.1)
где: Qс=1,07·Qзд – тепловая мощность системы отопления, Вт;
Qзд – общие тепловые потери здания, Вт;
Тг, Т0 – температура воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, °С;
tг, t0 – температура воды в подающей и обратной магистралях системы отопления, °С.
кг/ч
6. Конструирование системы водяного отопления и гидравлический расчёт трубопроводов системы водяного отопления. Конструирование системы отопления.
В ыбор системы отопления, отопительных приборов, теплоносителя и его температуру производят (2, прил.11). Для зданий этажностью более 3-х этажей предпочтительно применение вертикальных однотрубных систем водяного отопления с искусственной циркуляцией.
В курсовой работе студент самостоятельно принимает решение о типе однотрубной системы водяного отопления (с верхней или нижней разводкой обеих магистралей, с осевыми или смещенными замыкающими участками и проходными кранами; проточно-регулируемую с трехходовыми кранами).
Задачей конструирования системы отопления является размещение приборов, стояков, магистралей системы, назначение уклонов труб, схемы удаления воздуха, выбор запорно-регулирующей арматуры.
Гидравлический расчёт системы водяного отопления.
Гидравлический расчёт трубопроводов системы водяного отопления заключается в подборе диаметров труб, достаточных для пропуска заданного количества воды при действующем циркуляционном давлении в системе.
Правильно выполненный гидравлический расчёт обеспечивает прохождение по трубам расчётного количества воды и предопределяем работоспособность системы отопления. Гидравлический расчёт основан на законах гидравлики: при движении воды по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление трения и местных сопротивлений. Суммарные потери давления, возникающие при движении воды в трубопроводах циркуляционного кольца системы отопления, должны быть меньше расчётного циркуляционного давления для данной системы.
Гидравлический расчёт выполняют по аксонометрической схеме трубопроводов системы отопления. На схеме выявляют циркуляционные кольца. В циркуляционное кольцо могут быть включены один (для двухтрубной системы) или несколько (для однотрубной системы) отопительных приборов, теплогенератор, а также побудитель циркуляции воды в насосной (элеваторной) системе.
Выполнение гидравлического расчёта начинают с определения расчётного циркуляционного давления ∆Рр, Па.
В системе отопления расчётное давление для создания циркуляции воды определяется по формуле:
∆Рр=∆Рн(эл)+∆Рl, Па (6.1)
где: ∆Рн(эл) – циркуляционное давление, создаваемое насосом или передаваемое в систему отопления через элеватор, Па. В курсовом проекте ∆Рн(эл) определяется заданием на проектирование;
∆Рl – естественное циркуляционное давление, Па;
∆Рl=∆Рlпр+∆Рlтр, Па
где: ∆Рlтр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в трубах, Па (5, прил.4);
∆Рlпр – естественное циркуляционное давление, возникающее в циркуляционном кольце вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па; определяемое по формуле:
,
Па (6.2)
где: hi – вертикальное расстояние между условными центрами: охлаждения в стояке для i-го прибора и нагрева (точка смешивания в тепловом пункте), м.
Основное циркуляционное кольцо выбираем через стояк 14; длина кольца 77 м (принимая, что правая часть системы значительно длиннее левой). Определяем расчётное циркуляционное давление:
∆Рр=918+7000=7918 Па
∆Рlпр=0,64·9,81·(100-70)∙(1564·1,9+1286·4,9+1476·7,9)/4379=918 Па
Расхода воды в стояке 1:
Gст=0,86·1,06·1,02·4379·(1/105-1/70)=123 кг/ч
Средняя удельная потеря давления на трение:
Rcp=(7918·0,65)/77=66,8 Па/мп
Результаты расчёта заносим в табл.7.1.
Табл.6.1. гидравлический расчёт основного циркуляционного кольца однотрубной системы водяного отопления.
№участка |
Тепловая нагрузка Q,Вт |
Расход воды на участке G,кг/ч |
Длина участка l,м |
Диаметр d,мм |
скорость движения воды W,м/с |
Удельные потери давления Rуд |
Rуд*l |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений |
Потери давления в местных сопротивлениях z,Па |
суммарные потери давления Rуд*l+z |
1 |
67272,3 |
1927,4 |
13,6 |
32 |
0,53 |
138,48 |
1883,33 |
1 |
138,31 |
2021,64 |
2 |
36093,3 |
1034,1 |
5,2 |
32 |
0,29 |
40,66 |
211,432 |
10,1 |
416,019 |
627,45 |
3 |
18046,6 |
517,0 |
1,9 |
25 |
0,25 |
47,94 |
91,086 |
10,6 |
322,664 |
413,75 |
4 |
11677,9 |
334,6 |
5,4 |
20 |
0,26 |
63,93 |
345,222 |
1 |
33,34 |
378,56 |
5 |
8263,9 |
236,8 |
2,3 |
20 |
0,18 |
31,95 |
73,485 |
1 |
15,89 |
89,38 |
6 |
6119,6 |
175,3 |
10,0 |
20 |
0,14 |
18,26 |
182,6 |
11 |
105,71 |
288,31 |
7 |
- |
87,7 |
0,6 |
15 |
0,13 |
26,11 |
15,666 |
3 |
25,02 |
40,69 |
8 |
6119,6 |
175,3 |
2,8 |
20 |
0,14 |
18,26 |
51,128 |
3 |
28,83 |
79,96 |
9 |
- |
87,7 |
0,6 |
15 |
0,13 |
26,11 |
15,666 |
3 |
25,02 |
40,69 |
10 |
6119,6 |
175,3 |
2,8 |
20 |
0,14 |
18,26 |
51,128 |
3 |
28,83 |
79,96 |
11 |
- |
87,7 |
0,6 |
15 |
0,13 |
26,11 |
15,666 |
3 |
25,02 |
40,69 |
12 |
6119,6 |
175,3 |
2,8 |
20 |
0,14 |
18,26 |
51,128 |
3 |
28,83 |
79,96 |
13 |
- |
87,7 |
0,6 |
15 |
0,13 |
26,11 |
15,666 |
3 |
25,02 |
40,69 |
14 |
6119,6 |
175,3 |
8,1 |
20 |
0,14 |
18,26 |
147,906 |
8 |
76,88 |
224,79 |
15 |
8263,9 |
236,8 |
2,6 |
20 |
0,18 |
31,95 |
83,07 |
1 |
15,89 |
98,96 |
16 |
11677,9 |
334,6 |
7,6 |
20 |
0,26 |
63,93 |
485,868 |
1 |
33,34 |
519,21 |
17 |
18046,6 |
517,0 |
1,6 |
25 |
0,25 |
47,94 |
76,704 |
3,5 |
106,54 |
183,24 |
18 |
36093,3 |
1034,1 |
5,7 |
32 |
0,29 |
40,66 |
231,762 |
3 |
123,57 |
355,33 |
19 |
67272,3 |
1927,4 |
4,3 |
32 |
0,53 |
138,48 |
595,464 |
4,5 |
622,395 |
1217,86 |
20 |
- |
1252,8 |
2,9 |
32 |
0,35 |
58,58 |
169,882 |
6 |
358,92 |
528,80 |
|
|
|
82,0 |
|
|
|
|
|
|
7349,9 |
Запас давления в основном кольце:
(7918-6843,47)·100/7918=13,5 %