- •1.1. Тепловое окружение и условия комфорта для человека в помещении
- •1.2. Микроклимат помещения и системы его обеспечения
- •2.1. Тепловой баланс помещения
- •2.2. Потери теплоты через ограждения помещений
- •2.3. Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха через ограждающие конструкции помещений.
- •2.4. Удельная тепловая характеристика
- •2.5. Годовые затраты теплоты на отопление
- •3.1. Классификация систем отопления
- •4.1. Основные виды, характеристики и область применения систем отопления
- •4.2. Выбор системы отопления
- •3) Здания плавательных бассейнов, вокзалов, аэропортов;
- •4) Здания производственные и сельскохозяйственные при непрерывном технологическом процессе.
- •5.1. Классификация и материал теплопроводов
- •5.2. Размещение теплопроводов в здании
- •5.3. Присоединение теплопроводов к отопительным приборам
- •5.4. Размещение запорно-регулирующей арматуры
- •5.5. Удаление воздуха из системы отопления
- •239,1 И 13,5—парциальное давление воздуха соответственно при абсолютном повышенном (323,7 кПа) и атмосферном (98,1 кПа) давлении.
- •15 С краном) для выпуска воздуха; 4 - муфта д 15 для воздуховыпускной трубы; 5 - муфта Ду15 с пробкой для выпуска грязи
- •6 .1. Тепловой пункт системы водяного отопления
- •6.2. Циркуляционный насос системы водяного отопления
- •6.3. Смесительная установка системы водяного отопления
- •7.1 Расширительный бак системы водяного отопления
- •8.1. Изменение давления при движении воды в трубах
- •8.2. Динамика давления в системе водяного отопления
- •1. Динамика давления в системе отопления с расширительным баком
- •3. Динамика давления в системе отопления без расширительного бака
- •9.1 Естественное циркуляционное давление
- •9.2 Расчет естественного циркуляционного давления в системе водяного отопления
- •1. Вертикальные однотрубные системы отопления
- •2. Вертикальные двухтрубные системы отопления
- •3. Горизонтальные однотрубные системы отопления
- •9.3 Расчетное циркуляционное давление в насосной системе водяного отопления
- •Лекция 10
- •10.1. Основные положения гидравлического расчета системы водяного отопления
- •10.2 Способы гидравлического расчета системы водяного отопления
- •11.1. Виды и характеристики нагревательных приборов
- •11.1 Основные типы чугунных радиаторов
- •11.1 Основные типы чугунных радиаторов4
- •11.2 Размещение нагревательных приборов
- •11.3. Расчет числа элементов нагРеАтЕлЬных приборов
- •11.4. Регулирование теплоотдачи
- •Лекция 12
- •12.1. Присоединение систем отопления к наружным тепловым сетям
- •12.2. Системы отопления высотных зданИй
- •13.1. Современже системы отопления. Схемы. Оценка
- •14.1 Общие сведения и понятия гидравлической и тепловой устойчивости водяных систем отопления
- •15. 2 Горизонтальная устойчивость водяной системы отопления
- •15. 3. Вертикальная устойчивость водяной системы отопления
- •16.1 Система парового отопления
- •16.2 Схемы и устройство системы парового отопления
- •16.3 Оборудование системы парового отопления
- •16.4 Системы вакуум-парового и субатмосферкого отопления
- •16.5. Выбор начального давления пара в системе
- •16.6 Гидравлический расчет паропроводов низкого давления
- •16.8 Гидравлический расчет конденсетопроводов
- •16.9 Система пароводяного отопления
- •17.1 Система воздушного отопления
- •1) Нагретый воздух, попадая в обогреваемое помещение, смешивается с окружающим воздухом и охлаждается до температуры этого воздуха;
- •2) Нагретый воздух не попадает в обогреваемое помещение, а перемещается в окружающих помещение каналах, нагревая их стенки.
- •17.2 Схемы системы воздушного отопления
- •17.3 Количество и температура воздуха для отопления
- •17.4 Местное воздушное отопление
- •1) Рециркуляционные отопительные агрегаты с. Механическим побуждением движения воздуха (рис. 17.1, a);
- •3) Рециркуляционные воздухонагреватели с естественным движением воздуха (рис. 1?.1, б).
- •17.5 Отопительные агрегаты
- •18.1. Система панельно-лучистого отопления
- •18.2 Температурная обстановка в помещении при панельно-лучистом отоплении
- •18.3 Конструкция отопительных панелей
- •2) Подвесные и приставные, изготовленные отдельно и смонтированные рядом, в специальных нишах строительных конструкций или под ними.
- •18.4 Описание бетонных отопительных панелей
- •18.5 Теплоносители и схемы системы панельного отопления
- •18.6 Особенности проектирования системы панельного отопления
- •Лекция 19 Особенности современных систем отопления запорно-регулируюшая арматура Общие сведения
- •3.2. Терморегуляторы
- •3.2.1. Конструкции и установка
- •3.2.2. Характеристики терморегуляторов
- •3.2.2.1. Механические характеристики
- •3.2.2.2. Рабочие характеристики
- •3.2.3, Технические данные терморегуляторов
- •3.2.4. Авторитеты терморегулятора
- •3.2.4.1. Внутренний авторитет терморегулятора
- •3.2.4.2. Внешний авторитет терморегулятора
- •3.2.4.3. Общий авторитет терморегулятора
- •С. 21. Схемы к определению внешнего авторитета терморегуляторов:
- •1. Внутренний авторитет терморегулятора
- •2, Внешний авторитет терморегулятора
- •Проектный диапазон потерь давления на терморегуляторе
- •3.2.5. Выбор терморегуляторов
- •Определение гидравлических характеристик терморегулятора следует осуществлять согласно предоставляемым производителем диаграммам.
- •Зона пропорциональности не должна превышать 2Ки быть ниже 1к. Выбор осуществляют при 2к.
- •Использование настроек терморегуляторов от 1 до 2 в гидравлически зависимых от тепловой сети системах отопления и несоответствующем качестве теплоносителя является нежелательным.
- •6. Мембранные расширительные баки
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Выбор
- •А с учетом резервной емкости —
- •7. Фильтры
- •8. Автоматитческие воздухоотводчики
- •9. Трубы и фитинги
- •Геометрические характеристики труб
Лекция 10
10.1. Основные положения гидравлического расчета системы водяного отопления
Система водяного отопления представляет собой разветвленную закольцованную сеть труб и приборов, заполненных водой. Вода в течение отопительного сезона находится в постоянном кругообороте. По трубам (теплопроводам) нагретая вода распределяется по приборам, охлажденная в приборах вода собирается воедино, нагревается в теплообменнике и вновь направляется к приборам. Теплопроводы предназначены для доставки и передачи в каждое помещение обогреваемого здания необходимого количества тепловой энергии. Так как теплопередача происходит при охлаждении определенного количества воды, требуется выполнить гидравлический расчет системы.
Гидравлический расчет проводится по законам гидравлики. Расчет основан на следующем принципе: при установившемся движении воды действующая в системе разность давления (насосного и естественного) полностью расходуется на преодоление сопротивления движению.
Правильный гидравлический расчет предопределяет работоспособность системы отопления. Точный расчет системы связан с решением большого числа нелинейных уравнений. Решение затрудняется при выполнении требований СНиП применять трубы по имеющемуся сортаменту. В этих условиях гидравлический расчет заключается в подборе по сортаменту площади поперечного сечения (диаметра) труб, достаточной для подачи нужного количества воды в приборы системы. Потери давления при перемещении требуемого количества воды по трубам принятого диаметра определяют гидравлическое сопротивление системы.
Гидравлическое сопротивление системы, как установлено, должно соответствовать действующей разности давления, а в расчетных условиях циркуляции воды — расчетному циркуляционному давлению.
Гидравлический расчет выполняют по пространственной схеме системы отопления, вычерчиваемой обычно в аксонометрической проекции. На схеме системы выявляют циркуляционные кольца, делят их на участки и наносят тепловые нагрузки. В циркуляционное кольцо могут быть включены один (двухтрубная система) или несколько (однотрубная система) отопительных приборов и всегда теплогенератор, а также побудитель циркуляции теплоносителя в насосной системе отопления.
Участком называют трубу постоянного диаметра с одним и тем же расходом теплоносителя. Последовательно соединенные участки, образующие замкнутый контур циркуляции воды через теплогенератор, составляют циркуляционное кольцо системы.
Тепловая нагрузка прибора (точнее прибора с прилегающим этажестояком) принимается равной расчетным тепло-поюрям помещений Qп (за вычетом теплопоступлений, если
они имеются).
Тепловая нагрузка участка Qуч составляется из тепловых нагрузок приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой:
Qуч=∑Qп (10.1)
Для участка подающего теплопровода тепловая нагрузка выражает запас теплоты в протекающей горячей воде, предназначенной для последующей (на дальнейшем пути воды) теплопередачи в помещения; для участка обратного теплопровода — потери теплоты протекающей охлажденной водой при теплопередаче в помещения (на предшествующем пути воды). Тепловая нагрузка участка предназначена для определения расхода воды на участке в процессе гидравлического расчета.
Расход воды на участке Gуч при расчетной разности температуры воды в системе tг-tо с учетом дополнительной теплоподачи в помещения
(10.2)
где Qуч — тепловая нагрузка участка, найденная по формуле β1 и β2 — поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещения; с — удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг·К).
Для получения расхода воды на участке в кг/ч тепловую нагрузку в Вт следует выразить в кДж/ч, т. е. умножить на 3600 : 1000=3,6.
Тепловая нагрузка системы отопления в целом равна сумме тепловых нагрузок всех приборов (теплопотерь помещений). По общей теплопотребности для отопления здания определяют расход воды в системе
(10.3)
[пояснения — см. формулу 10.2)]
Гидравлический расчет связан с тепловым расчетом отопительных приборов и труб. Требуется многократное повторение расчетов для выявления действительных расхода и температуры воды, необходимой площади приборов. Для этого используют ЭВМ. При расчете вручную сначала выполняют гидравлический расчет системы, принимая средние значения коэффициента местного сопротивления (КМС) приборов, затем — тепловой расчет труб и приборов.
Если в системе применяют конвекторы, в конструкцию которых входят трубы Dy=15 и 20мм, то для более точного расчета предварительно определяют длину этих труб, а после гидравлического расчета с учетом потерь давления в трубах приборов, уточнив расход и температуру воды, вносят поправки в размеры приборов.
При гидравлическом расчете потери давления на каждом участке ∆Pуч Па, циркуляционных колец системы отопления определяют по формуле Дарси — Вейсбаха, известной из курса гидравлики
(10.4)
По формуле (10.4) находят падение гидростатического давления в потоке воды вследствие линейной потери (первое слагаемое) при трении о стенки трубы и местных сопротивлении (второе слагаемое) из-за деформации потока в фасонных частях, арматуре и приборах.
В формуле (10.4) λ — коэффициент гидравлического трения, определяющий в долях гидродинамического давления (pw2/2, Па) линейную потерю гидростатического давления на длине трубы, равной ее внутреннему диаметру dв, м; уч — длина участка, м; ∑ξуч—сумма КМС на участке, выражающая местные потери гидростатического давления в долях гидродинамического давления (значения КМС приведены в справочной литературе); р и w — соответственно средняя плотность, кг/м3, и скорость движения, м/с, воды на участке.
Коэффициент гидравлического трения λ зависит от режима движения жидкости (ламинарного или турбулентного) в трубах и приборах систем отопления.
При ламинарном движении воды коэффициент гидравлического трения по формуле Пуазейля с поправкой на шероховатость труб (действительная в диапазоне изменения числа Рейнольдса от 300 до 7000)
(10.6)
где Re — число Рейнольдса (Re=wd/v); kэ — эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (в системах водяного отопления принимают kэ=0,2 мм).
При турбулентном движении воды в трубах (во всей области турбулентного режима от гидравлически гладких до вполне шероховатых труб) наиболее часто (с учетом зарубежной практики) используют формулу Колбрука (в отечественной практике применяют также формулу А. Д. Альтшуля):
(10.6)
Турбулентное движение воды наблюдается в современных насосных системах (особенно однотрубных) многоэтажных зданий.
Ламинарное движение встречается в чугунных отопительных приборах и в трубах систем с естественной циркуляцией воды малоэтажных зданий.
Коэффициент гидравлического трения дополнительно возрастает при малой скорости движения в связи со значительным охлаждением воды в трубах.
Коэффициент местного сопротивления (КМС) ξ, зависит в основном от геометрической формы препятствий движению (арматура, приборы, воздухосборники, грязевики, коллекторы и т. п.), изменения направления движения и расхода воды (в тройниках, крестовинах, отводах, скобах, утках, калачах и других фасонных частях).
Значения КМС, как правило, определяют опытным путем и при гидравлических расчетах насосных систем отопления усредняю! (хотя известно, что t, увеличивается под влиянием вязкости при малой скорости движения воды). Для тройников и крестовин находят по отдельности значения КМС для прямых проходов и ответвлений, отнесенные к гидродинамическому давлению в потоках до их слияния или после деления в этих фасонных частях, т. е. к участкам с меньшим расходом воды. Например, КМС равностороннего тройника при делении потока воды пополам составляют: на проходе 2,2, на ответвлении 5,4; при слиянии равных потоков соответственно 2,2 и 2,0 (число два означает, что потеря гидростатического давления при слиянии бокового потока с прямым равна двум единицам гидродинамического давления причем гидродинамическое давление подсчитано по значению скорости движения воды в боковом ответвлении).