3.5 Выбор системы отопления и ее конструирование
В здании запроектирована однотрубная система отопления с нижней разводкой. В качестве отопительных приборов – чугунные радиаторы. В качестве теплоносителя используется вода. Температура теплоносителя – 105 °С.
Магистральные трубопроводы проложены на расстоянии 1 м от стен подвала – для подающих магистралей, и на расстоянии 0,5 м – для отводящих магистралей. Стояки проложены на расстоянии 0,2 м от стен. Длина подающих подводок – 0,5 м, отводящих – 0,7 м.
3.6 Гидравлический расчет трубопроводов
Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле:
(20)
где
- искусственное давление, создаваемое
элеватором, Па (
кПа)
- давление,
возникающее за счет охлаждения воды в
отопительных приборах, Па;
- давление, вызываемое
охлаждением воды в теплопроводах, Па,
принимаемое по прил. 4/8/;
Б – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчетных условиях (для однотрубных систем – 1);
Для системы однотрубной с нижней разводкой:
(21)
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
h – вертикальное расстояние от середины водонагревателя до середины рассматриваемого отопительного прибора, м;
- плотности,
соответственно горячей и обратной воды,
кг/м3;
плотность
смеси воды на соответствующем участке
подъёмной и опускной части стояка,
кг/м3.
Плотность воды в зависимости от ее температуры определяется по формуле:
(22)
Температура горячей воды – 105 °С, обратной – 70 °С;
кг/м3
кг/м3
кг/м3
кг/м3
кг/м3
Па
Па
Определяем ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам Rср, Па/м, по формуле:
(23)
где К – доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией равной 0,65;
- сумма длин расчетного кольца, м (54,83
м);
Па/м
По полученному значению Rср по таблице П6 /2/ принимают диаметры участков d, мм; и по значению расходов воды определяются действительные скорости движения воды V, м/с, и удельные потери на трение R, Па/м.
Расход воды на участке Gуч, кг/ч, определяется по формуле:
(24)
где Qуч – тепловая нагрузка участка, Вт;
tг,tо – температура горячей и обратной воды, °С.
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:
(25)
где
- сумма коэффициентов местных сопротивлений
на участке, определяемая в зависимости
от видов местных сопротивлений по
таблице П7 /2/;
Неблагоприятное циркуляционное кольцо – кольцо через отопительный прибор 8 стояка (самый нагруженный и один из наиболее удаленных).
Рассчитаем первый участок этого циркуляционного кольца
кг/ч
Принимаем диаметр 20 мм.
Скорость движения воды – 0,824 м/с.
Потери давления на трение, на 1 м длины – 600 Па/м.
Найдем сумму местных сопротивлений для каждого участка:
1 участок: Сумма – 0;
2 участок: тройник на ответвлении – 1,5. Сумма – 1,5;
3 участок: вентиль обыкновенный – 16, тройник на ответвлении – 1,5.Сумма – 17,5;
4 участок: тройник на проходе – 1, поворот 45° – 0,8, поворот 90° – 1,5.Сумма – 3,3;
5 участок: 6 х кран двойной регулировки – 4, 6 х тройник на ответвлении – 1,5,
6 х тройник на противотоке – 3, 10 х отвод под углом 90 – 1,5. Сумма – 66;
6 участок: тройник на проходе – 1, поворот 45° – 0,8, поворот 90° – 1,5.Сумма – 3,3; 7 участок: тройник на противотоке – 3, пробковый кран – 4. Сумма – 7;
8 участок: тройник на противотоке - 3. Сумма - 3;
9 участок: отвод под углом 90° – 1, тройник на противотоке – 3. Сумма – 4;
Результаты расчета всех остальных участков в таблице 3.4.
Таблица 3.4 - Гидравлический расчет трубопроводов
|
Номер участка |
Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт |
Расход воды на участке Gуч, кг/ч |
Длина участка l, м |
Диаметр трубопровода d, мм |
Скорость движения воды υ, м/с |
Потери давления на трение на 1 м длины R, Па/м |
Потери давления на трение на участке l∙R, Па |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке Σξ |
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па |
Сумма потерь давления на участке R∙lуч+Zуч, Па |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
1 |
43025 |
1057,2 |
1,8 |
20 |
0,824 |
600 |
1080 |
0 |
0 |
1080 |
|
2 |
23169 |
569,3 |
5,73 |
20 |
0,435 |
170 |
974,1 |
1,5 |
137,189 |
1111,289 |
|
3 |
10615 |
260,8 |
3,7 |
15 |
0,355 |
170 |
629 |
17,5 |
1065,968 |
1694,968 |
|
4 |
4644 |
114,1 |
8,05 |
15 |
0,156 |
36 |
289,8 |
3,3 |
38,81617 |
328,6162 |
|
5 |
4644 |
114,1 |
15,6 |
15 |
0,156 |
36 |
561,6 |
66 |
776,3235 |
1337,923 |
|
6 |
4644 |
114,1 |
5,63 |
15 |
0,156 |
36 |
202,68 |
3,3 |
38,81617 |
241,4962 |
|
7 |
10615 |
260,8 |
5,2 |
15 |
0,355 |
170 |
884 |
7 |
426,3874 |
1310,387 |
|
8 |
23169 |
569,3 |
6,15 |
20 |
0,435 |
170 |
1045,5 |
3 |
274,378 |
1319,878 |
|
9 |
43025 |
1057,2 |
2,97 |
20 |
0,824 |
600 |
1782 |
4 |
1312,696 |
3094,696 |
Для нормальной работы системы отопления необходимо, чтобы выполнялось условие:
(26)
Проверим выполнение данного условия:
0,565% <
10% Верно