Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения жилого дома.
Исходные данные:
Число жителей(U): 60
Жилой дом квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением, оборудованный умывальниками, мойками и душами.
Высота этажа: 2,8м
L1=5,5м
L2=2,0м
L1=6,0м
Схема №1
Гидравлический расчет:
Предварительный гидравлический расчет:
Устанавливаем расчетное направление от ввода до наиболее удаленной и высокорасположенной водоразборной точки, которая называется диктующей. Расставляем расчетные узлы, двигаясь по подающему трубопроводу от ввода в здание до диктующей точки и далее по обратному трубопроводу. Расчетным участком называется участок, на котором расчетный расход будет постоянным. На расчетной схеме проставляются номера расчетных участков, их длины, определяется число приборов для каждого участка. Диктующей точкой в примере будет точка 12.
Выполняется предварительный расчет в виде таблицы 1.1
В графу 1 вписываются номера расчетных участков.
В графу 2 вписывается число приборов, относящихся к данному расчетному участку.
В графу 3 вписывается произведение P*N, где N-число приборов (столбик 2), а величина P-вероятность действия санитарно-технических приборов, которая определяется по формуле (1.1)
-
(1.1)
где
– норма расхода воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления (л/ч), которая принимается по Приложению 3 [СНиП 2.04.01-85*],
– число водопотребителей в здании,
N – общее число приборов в здании,
-секундный расход воды прибором, который принимается по Приложению 3 [СНиП 2.04.01-85*].
= 7,9л,
= 60 человек,
N = 40 приборов (считаем не на 1 половину здания, а на весь дом!).
= 0.14 л/с.
= 0,02351
В графу 4 вписывается коэффициент α, который определяется по таблице 2 Приложения 4 СНиПа 2.04.01-85*, в зависимости от величины PN полученной в графе 3, коэффициент находится с помощью интерполяции.
В графу 5 вписывается секундный расход q, л/с, который определяется по формуле (1.2)
, (1.2)
-секундный расход воды прибором, л/с, величина которого принимается по столбцу 10 Приложения 3 СНиПа 2.04.01-85*.
В графу 6 вписывается предварительный диаметр, принимая его по расходу и допустимой скорости. Допустимая скорость 0,7-1,0 м/с. Диаметр труб принимается по таблице 2.4 Методических указаний или по Таблице Шевелева 2 «Таблицы для гидравлического расчета стальных и чугунных водопроводных труб.
В графу 7 вписывается скорость движения воды, м/с, скорость определяется с помощью интерполяции.
В графу 8 вписывается длина участка L, м.
В графу 9 вписываются потери напора на 1 м i, принимаемые по таблице 2.4 Методических указаний, принимаются с помощью интерполяции или из СНиП.
В графу 10 вписывается произведение 8 и 9 графы.
В графу 11 вписывается коэффициент, учитывающий местные сопротивления
, принимаемый
0,2 - для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов;
0,5 - для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями;
0,1 - для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.
Предварительный расчет выполняется для подающего стояка, следовательно,
=0,2.
В графу 12 вписывается величина общих потерь напора, которая определяется по формуле (1.3)
,м (1.3)
Таблица 1.1. Предварительный гидравлический расчет ГВС |
|||||||||||
Номер участка, |
Число приборов на участке, N, шт |
PN |
|
, л/с |
Диаметр, мм |
скорость движения воды, м/с |
Длина участка L, м |
Потери напора, м |
|
Общие потери,
,м |
|
на 1м, i |
на участке |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
12--11 |
1 |
0,024 |
0,224 |
0,16 |
15 |
0,95 |
2,5 |
0,250 |
0,625 |
0,2 |
0,75 |
11--10 |
2 |
0,047 |
0,268 |
0,19 |
15 |
1,12 |
2 |
0,333 |
0,666 |
0,2 |
0,80 |
10--9 |
2 |
0,047 |
0,268 |
0,19 |
20 |
0,62 |
2,8 |
0,333 |
0,932 |
0,2 |
1,12 |
9--8 |
4 |
0,094 |
0,336 |
0,24 |
20 |
0,75 |
2,8 |
0,145 |
0,406 |
0,2 |
0,49 |
8--7 |
6 |
0,141 |
0,390 |
0,27 |
20 |
0,84 |
2,8 |
0,130 |
0,364 |
0,2 |
0,44 |
7--6 |
8 |
0,188 |
0,437 |
0,31 |
20 |
0,97 |
2,8 |
0,166 |
0,465 |
0,2 |
0,56 |
6--5 |
10 |
0,235 |
0,481 |
0,34 |
20 |
1,06 |
0,5 |
0,221 |
0,111 |
0,2 |
0,13 |
5--4 |
10 |
0,235 |
0,481 |
0,34 |
20 |
1,06 |
0,5 |
0,221 |
0,111 |
0,2 |
0,13 |
4--3 |
10 |
0,235 |
0,481 |
0,34 |
25 |
1,08 |
6 |
0,221 |
1,326 |
0,2 |
1,59 |
3--2 |
20 |
0,470 |
0,659 |
0,46 |
25 |
0,86 |
2 |
0,095 |
0,190 |
0,2 |
0,23 |
2--1 |
40 |
0,940 |
0,937 |
0,66 |
32 |
0,69 |
9,5 |
0,044 |
0,418 |
0,2 |
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
всего |
6,74 |
Внимание!
Диметр подающего стояка(Т3) принимается одинаковым по всей длине.
Диаметры циркуляционного трубопровода принимаются такие же как у подающего или на калибр меньше.
Расчет потерь тепла системы ГВС в целом
Расчет ведется в табличной форме (табл. 1.2). Заполняется на основании расчетной схемы и предварительного гидравлического расчета.
Цель расчета - определить потери тепла на каждом участке сети.
В графу 1 записывается номер участка. Перед расчетом целесообразно разделить все участки на несколько групп: поэтажная разводка, подающий стояк, циркуляционный стояк, полотенцесушители, магистральный трубопровод подающий, магистральный трубопровод циркуляционный.
В графу 2 записывается диаметр участка, который мы принимаем по Таблице 1.1 Предварительного гидравлического расчета (столбик 6), не забываем, что диаметр циркуляционных стояков и трубопровода принимается таким же, как у подающего трубопровода.
В графу 3 записывается длина участка, которую мы принимаем по Таблице 1.1 Предварительного гидравлического расчета (столбик 8).
В графу 4 записываются удельные потреи теплоты, в ваттах. Принимаются они по таблице 10.4 «Справлчника проектировщика» (стр.64). Принимаются они в зависимости от диаметра участка, места и способа прокладки, назначения стояка.
В графу 5 записывается потеря теплоты на участке, в ваттах. Для этого необходимо перемножить графы 3 и 4.
В столбик 6 записывается сумма потерь, в ваттах. Причем сначала мы суммируем потери по группам, на которые мы разделили систему, а затем эти группы объединяем в более большие системы.
Алгоритм:
Считаем потери на одной поэтажной разводке.
Определяем сумму потерь теплоты поэтажных разводок на всем стояке.
Определяем потери на каждом участке подающего стояка.
Считаем сумму потерь теплоты на подающем стояке.
Определяем потери на каждом участке циркуляционного стояка от 13 до 20 точки.
Считаем сумму потерь теплоты на циркуляционном стояке.
Считаем потери теплоты на одном полотенцесушителе.
Определяем сумму потерь на всех полотенцесушителях на стояке.
Суммируем все потери теплоты на стояке, которые будут включать в себя поэтажные разводки, полотенцесушители, подающий и циркуляционный стояки.
Так считаем для каждого стояка в системе, в нашем примере 1 и 2 стояки одинаковые, следовательно и сумма потерь на 1 и 2 стояке будут равны.
Определяем потери теплоты на участках подающего и циркуляционного трубопровода и также записываем их суммы.
Таблица 1.2 Расчет системы ГВС в целом
участок |
диаметр участка, мм |
длина участка,м |
потери теплоты, Вт |
||||
удельные |
на участке |
сумма потерь по стояку |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
поэтажная разводка |
|
|
|
||||
11--12 |
15 |
2,5 |
15,66 |
39,15 |
39,15 |
||
11--10 |
15 |
2 |
15,66 |
31,32 |
70,47 |
||
всего поэтажных разводок 5 на стояке |
|
352,35 |
|||||
подающий стояк Т3 |
|
|
|
||||
13--10 |
20 |
2,8 |
29,58 |
82,82 |
82,82 |
||
10--9 |
20 |
2,8 |
29,58 |
82,82 |
165,65 |
||
9--8 |
20 |
2,8 |
29,58 |
82,82 |
248,47 |
||
8--7 |
20 |
2,8 |
29,58 |
82,82 |
331,30 |
||
7--6 |
20 |
2,8 |
29,58 |
82,82 |
414,12 |
||
6--5 |
20 |
0,5 |
29,58 |
14,79 |
428,91 |
||
всего по стояку Т3-1 |
|
781,26 |
|||||
циркуляционный стояк Т4 |
|
|
|
||||
13--14 |
20 |
0,5 |
11,60 |
5,80 |
5,80 |
||
14--15 |
20 |
0,5 |
10,90 |
5,45 |
11,25 |
||
15--16 |
20 |
2,8 |
10,90 |
30,52 |
41,77 |
||
16--17 |
20 |
2,8 |
10,90 |
30,52 |
72,29 |
||
17--18 |
20 |
2,8 |
10,90 |
30,52 |
102,81 |
||
18--19 |
20 |
2,8 |
10,90 |
30,52 |
133,33 |
||
19--20 |
20 |
2,8 |
10,90 |
30,52 |
163,85 |
||
полотенцесушитель |
32 |
1,5 |
13,57 |
20,355 |
20,355 |
||
всего полотенцесушителей 5 на стояке |
|
|
|
|
101,78 |
||
всего по стояку Т4-1 |
|
265,63 |
|||||
всего по стояку |
|
|
1046,89 |
||||
магистральный трубопровод Т3 |
|
|
|
||||
5--4 |
20 |
0,5 |
17,4 |
8,70 |
8,70 |
||
4--3 |
25 |
6 |
19,14 |
114,84 |
123,54 |
||
3--2 |
25 |
2 |
19,14 |
38,28 |
161,82 |
||
2--1 |
32 |
9,5 |
21,81 |
207,20 |
369,02 |
||
всего по магистральному тр-ду Т3 |
|
369,02 |
|||||
магистральный трубопровод Т4 |
|
|
|
||||
20--21 |
20 |
0,7 |
14,04 |
9,83 |
9,83 |
||
21--22 |
25 |
6 |
15,43 |
92,58 |
102,41 |
||
22--23 |
25 |
2 |
15,43 |
30,86 |
133,27 |
||
23--24 |
32 |
10,9 |
17,52 |
190,97 |
324,24 |
||
всего по магистральному тр-ду Т4 |
|
324,24 |
|||||
Теплопотери на все здание будут складываться по следующему принципу: необходимо сложить теплопотери на каждом участке!
Определение циркуляционных расходов.
Цель расчета - определение циркуляционных расходов на участках.
Производится на основании схемы и Таблицы 1.2 Расчета потерь тепла системы ГВС в целом.
Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды qh,cir с учетом циркуляционного расхода, л/с, определяемого по формуле
, л/с (1.4)
где kcir - коэффициент, принимаемый: для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка по табличке 1.3; для остальных участков сети - равным 0.
Таблица 1.3 Таблица для определения
Значение
принимаем по Таблице 1.1 Предварительного гидравлического расчета (столбик 4).
В нашем примере мы определяем
для участков 1-2, 2-3, но отношение расходов получается больше 2,1, следовательно,
=0.
Таблица 1.4 Определение циркуляционных расходов.
участок |
диаметр, мм |
длина L,м |
сумма потерь, Вт |
циркуляц.расход, л/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1--2 |
32 |
9,5 |
5138,319 |
0,187 |
2--4 |
25 |
8 |
2370,08 |
0,086 |
4--21 |
20 |
36,7 |
1254,05 |
0,046 |
21--23 |
20 |
8 |
2370,08 |
0,086 |
23—24 |
25 |
10,9 |
5138,319 |
0,187 |
В графу 1 записываются номера участков, причем участки с одинаковым циркуляционным расходом объединяются.
Например, мы объединяем стояк Т3-1, стояк Т4-1, магистральные участки 22-21, 21-20, 3-4, 4-5, поэтому записываем 3-22.
В графу 2 записываются диаметры участков, которые мы берем из Таблицы 1.2 Расчета потерь тепла системы ГВС в целом (столбик 2).
В графу 3 записываются длины участков, которые мы берем из Таблицы 1.2 Расчета потерь тепла системы ГВС в целом (столбик 3).
В графу 4 записываются суммы потерь тепла с участка трубы.
В графу 5 будут записываться циркуляционные расходы, которые определяются по формуле (1.5)
(1.5)
Значения Qht и b в зависимости от схемы горячего водоснабжения следует принимать:
-для систем, в которых не предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам, величину Qht следует определять по подающим и разводящим трубопроводам при ∆t = 10 °С и β = 1;
-для систем, в которых предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам с переменным сопротивлением циркуляционных стояков, величину Qht следует определять по подающим разводящим трубопроводам и водоразборным стоякам при Dt = 10 °С и b = 1; при одинаковом сопротивлении секционных узлов или стояков величину Qht следует определять по водоразборным стоякам при ∆t = 8,5 °С и β = 1,3;
-для водоразборного стояка или секционного узла теплопотери Qht следует определять по подающим трубопроводам, включая кольцующую перемычку, принимая ∆t = 8,5 °С и β = 1.
Окончательный гидравлический расчет.
Производится на основании Таблицы 1.4 Определение циркуляционных расходов.Цель расчета - определить потери в системе ГВС, проверить диаметры.
Таблица 1.5 Окончательный гидравлический расчет
участок |
длина L, м |
цирк. расход,
л/с |
Диаметр D,мм |
скорость воды, v м/с |
потери напора, м |
|||||||
удельные, i |
на участке |
|
H |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||||
кольцо через стояк 1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
подающий трубопровод |
|
|
|
|
|
|
||||||
2--3 |
2 |
0,087 |
25 |
0,21 |
0,0075 |
0,015 |
0,2 |
0,02 |
||||
3--4 |
6 |
0,046 |
25 |
0,2 |
0,008 |
0,048 |
0,2 |
0,06 |
||||
4--5 |
0,5 |
0,046 |
20 |
0,28 |
0,018 |
0,009 |
0,2 |
0,01 |
||||
5--13 |
14,5 |
0,046 |
20 |
0,28 |
0,018 |
0,261 |
0,2 |
0,31 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
0,40 |
||||
циркуляционный трубопровод |
|
|
|
|
|
|
||||||
13--20 |
16,5 |
0,046 |
20 |
0,6 |
0,018 |
0,297 |
0,1 |
0,33 |
||||
20--21 |
0,7 |
0,046 |
20 |
0,6 |
0,018 |
0,0126 |
0,1 |
0,01 |
||||
21-22 |
6 |
0,046 |
25 |
0,6 |
0,008 |
0,048 |
0,1 |
0,05 |
||||
22--23 |
2 |
0,087 |
25 |
0,35 |
0,0075 |
0,015 |
0,1 |
0,02 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
0,41 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
% |
1,00 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
0,81 |
||||
кольцо через стояк 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
подающий трубопровод |
|
|
|
|
|
|
||||||
2--3 |
2 |
0,087 |
25 |
0,21 |
0,0075 |
0,015 |
0,2 |
0,02 |
||||
3--3* |
14,5 |
0,046 |
20 |
0,28 |
0,018 |
0,261 |
0,2 |
0,31 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,33 |
||||
циркуляционный трубопровод |
|
|
|
|
|
|
||||||
3*--22 |
16,5 |
0,046 |
20 |
0,6 |
0,018 |
0,297 |
0,1 |
0,33 |
||||
22--23 |
2 |
0,087 |
25 |
0,35 |
0,0075 |
0,015 |
0,1 |
0,02 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
0,34 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
% |
3,50 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
0,67 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
% |
16,68 |
||||
В графу 1 записываются номера участков. В данном гидравлическом расчете участки записываются «кольцами». Каждый стояк образует гидравлическое кольцо. Все гидравлические кольца должны быть между собой увязаны.
В графу 2 записываются длины участков.
В графу 3 записываются циркуляционные расходы на основании Таблицы 1.5 Определение циркуляционных расходов (графа 5).
В графу 4 записываются диаметры участков.
В графу 5 записываются скорости на участках, которые определяются по номограмме 1, в зависимости от диаметра и циркуляционного расхода.
В графу 6 записываются удельные потери напора, которые определяются по номограмме 1, в зависимости от диаметра и циркуляционного расхода.
В графу 7 записывается произведение длины и удельных потерь напора, то есть произведение чисел стоящих в 2 и 6 графе.
В столбик 8 записывается коэффициент
, который принимается
0,2 - для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов;
0,5 - для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями;
0,1 - для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.
В графу 9 записываются потери напора, определяемые по формуле 1.3
,м (1.3)
Необходимо соблюдение следующих невязок:
Между потерями подающего трубопровода и циркуляционного кольца
10%.
Между гидравлическими кольцами (в данном примере между кольцами через стояк 1 и через стояк 2)
10%.
Если невязка не соблюдается, необходимо менять диаметры участков трубопровода, не забудьте, что диаметры поменяются во всех гидравлических расчетах.
Если же изменением диаметра не удается достичь допустимой невязки, необходимо устанавливать диафрагму. Диаметр диафрагмы принимается не менее 10мм.
Диафрагма рассчитывается по следующей формуле (1.6):
,
мм (1.6)
- циркуляционный расход, л/с
– суммарные потери напора в циркуляционном кольце, м
- внутренний диаметр трубопровода, мм.
В нашем случае получается диаметр необходимой диафрагмы 4,5 мм.
!Если необходимый диаметр диафрагмы много меньше 10мм, то устанавливаются регулирующие краны в основании циркуляционного стояка.