6. Гидравлический расчёт трубопроводов горячего водоснабжения

Сеть горячего водоснабжения представляет собой разветвлённую (древовидную) систему, состоящую из основной магистрали и боковых ответвлений к ней. Любому боковому ответвлению соответствует параллельный участок основной магистрали, проходящий через точки подключения ответвлений в узлах трубопроводов и наиболее удалённое здание (диктующее здание) на основной магистрали.

Гидравлический расчёт заключается в определении диаметров:

•подающих и циркуляционных трубопроводов основной магистрали и ответвлений;

•потерь давления в подающих и циркуляционных трубопроводах сети;

•давлений в узловых точках подающих трубопроводов сети горячего водоснабжения.

В основе методики расчёта лежит правило гидравлического расчёта параллельных трубопроводов: потери давления на параллельных участках одинаковые, а общий расход равен сумме расходов на параллельных участках. Таким образом, цель гидравлического расчёта заключается в том, чтобы подобрать гидравлическое сопротивление участка, соответствующее необходимому расходу горячей воды. Сопротивление обеспечивается подбором диаметров труб.

В процессе эксплуатации на стенках труб горячего водоснабжения образуются отложения из продуктов коррозии и накипи. Вследствие этого уменьшается проходное сечение трубопровода и увеличивается шероховатость. Экспериментальные исследования показали, что в среднем по подающим трубопроводам горячего водоснабжения сопротивление увеличивается в пять-восемь раз, а по циркуляционным трубопроводом в два-три раза. По результатам испытаний рекомендовано вводить в формулу для расчёта потерь давления поправочный коэффициент k_exp, учитывающий увеличение потерь давления в процессе эксплуатации. Для подающих магистралей следует принимать в среднем k_exp= 5, а для циркуляционного трубопровода k_exp= 2,5. В системах горячего водоснабжения с противокоррозионной и противонакипной обработкой поправочный коэффициент k_exp= 1.

6.1 Расчёт требуемых давлений в основании секционных узлов горячего водоснабжения (на вводах в здание)

Давление в узловых точках сети трубопроводов горячего водоснабжения складываются из статической составляющей (требуемое давление на вводах в здания) и динамической составляющей (потери давления в трубопроводах).

Статическое давление необходимо поддерживать в основании секционного узла (или на вводе в здание при схеме без секционных узлов) для обеспечения нормальной подачи горячей воды к наиболее высокой водоразборной точке.

Рассчитывается потребное давление по требуемому напору с использованием формулы:

(6.1)

где - требуемое давление, Па;

ρ = 985,6 кг/м³ – плотность горячей воды;

g – ускорение свободного падения; g = 8,81м/с²_;

- требуемый напор в основании секционного узла, м.

Требуемый напор в основании секционного узла определится как:

(6.2)

где Н_geod - разность геодезических отметок секционного узла и оси напорного патрубка повысительного насоса (разность геодезической отметки на вводе в здание и геодезической отметки на выходе из центрального теплового пункта (ЦТП)), м (значение Н_geod принимается по генеральному плану застройки микрорайона на консультации у преподавателя – руководителя курсового проектирования); при укрупнённых расчётах можно принимать Н_geod = 101,8 – 100,3 = 1,5 м;

H_geom - геометрическая высота от основания секционного узла (ввода в здание) до наиболее высоко расположенной водоразборной точки, м (при укрупнённых расчётах H_geom принимается равной высоте здания Н);

ΔH_uz - потери напора в подающих трубопроводах секционных узлов, м;

H_f - потери напора в квартирных подводках и свободный напор, м.

Ориентировочно можно принимать:

• свободный напор H_f =8 м;

• в секционных узлах трёх, четырёх и пяти этажных зданий ΔH_uz = 5,15 м;

• в секционных узлах девяти и десяти этажных зданий ΔH_uz = 7,2 м;

• в секционных узлах общественных зданий ΔH_uz = (3…6) м.

В зданиях с несколькими секционными узлами системы горячего водоснабжения требуемый напор для всех секционных узлов будет одинаковый, так как геодезический напор определяется по геодезической отметке на вводе в здание, а магистральный трубопровод горячего водоснабжения прокладывается в подвале с небольшим уклоном, поэтому можно считать его практически горизонтальным.

Результаты расчёта требуемых давлений в основании секционных узлов заносятся в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Требуемые давления в основании секционных узлов

Номер ветки	Номер узла	Hgeom, м	Hgeod, м	ΔHuz, м	Hf, м	, м	, Па	Σl, м	ip, Па/м