4. Отопление
В здании предусматривается запроектировать систему водяного отопления по заданию преподавателя.
Расчётные температуры теплоносителя в системе отопления принять равными 105-70С.
При системе отопления с верхней разводкой подающая магистраль прокладывается на чердаке на высоте 30-50 см выше перекрытия и на расстоянии 1 м от внутренней поверхности наружных стен, обратная магистраль – непосредственно у наружных стен неотапливаемого подвала на высоте 30 см ниже потолка. Удаление воздуха из системы осуществляется из воздухосборников, устанавливаемых на подающей магистрали на главном стояке (вертикальный воздухосборник) или на конечных участках магистрали перед последними стояками (горизонтальные воздухосборники).
При системе отопления с нижней разводкой подающая и обратная магистрали прокладываются рядом у наружных стен неотапливаемого подвала. Удаление воздуха из системы осуществляется через специальные краны, установленные на приборах верхнего этажа.
Нагревательные приборы устанавливаются под каждым окном в квартирах; на лестничной клетке только на первом этаже при входе (за пределами тамбура). Нагревательные приборы на планах условно изображаются прямоугольником 2х12 мм, на схеме 6х12 мм. В помещениях с двумя наружными стенами углы, образованные ими, предохраняются от отсыревания установкой в них стояков отопления. Подводка к радиаторам не должна пересекать межквартирные стены во избежание ухудшения звукоизоляции помещений.
4.1 Гидравлический расчёт системы отопления
Целью
гидравлического расчёта является такой
подбор диаметров трубопроводов, при
котором при заданных тепловых нагрузках
и расчётной величине располагаемого
циркуляционного давления было бы
удовлетворено равенство:
Где Р - располагаемое циркуляционное давление (из задания);
R - удельная потеря давления на трение, Па/м;
l - длинна участков расчётного кольца, м;
Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.
Прежде чем приступить к расчёту, следует вычертить в масштабе 1:100 аксонометрическую схему системы отопления (принятую по заданию) с показом всей необходимой арматуры и поворотов. Для отключения стояков в местах присоединения их к горячей и обратной магистрали устанавливаются пробочные краны и вентили. Перед кранами для опорожнения стояков устанавливаются тройники с пробками. Расчёт осуществляется для двух циркуляционных колец: расчётного – самого нагруженного и протяжённого – и кольца с наименьшей нагрузкой – ближнего.
В двухтрубных системах расчётным кольцом считается:
а) с тупиковым движением воды – кольцо через нижний нагревательный прибор стояка, наиболее нагруженного и удалённого от теплового пункта;
б) с попутным движением воды – кольцо через нижний нагревательный прибор среднего, наиболее нагруженного стояка.
Рассчитываемые кольца разделяют по ходу движения теплоносителя на отдельные расчётные участки с неизменным расходом теплоносителя и постоянным диаметром.
Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммой тепловых нагрузок стояков, обслуживаемых этим участком.
Расчёт диаметров участков трубопровода циркуляционного кольца ведётся с занесением всех исходных данных, промежуточных и конечных результатов в таблицу.
Расчёт рекомендуется вести в такой последовательности:
а) определить необходимый расход теплоносителя на участке:
б) зная располагаемое давление Р =15500 Па, определить среднюю величину удельной потери на трение Rср по длине рассчитываемого циркуляционного кольца:
где l – сумма длин участков циркуляционного кольца, м;
0,6 – доля потерь располагаемого давления на трение;
в) по найденным значениям Rср и G , пользуясь таблицей 15[6] определить ориентировочный диаметр трубопровода d и по нему принять ближайший по стандарту. Далее по принятому d и известному G следует определить фактическое значение удельного сопротивления R , скорости V и динамического давления R0. Результаты свести в таблицу.
г) используя табличные данные определить сумму коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке. При этом нужно всегда иметь в виду, что местные сопротивления тройников и крестовин учитываются только со стороны долевых расходов теплоносителя и не учитываются с суммарной стороны.
д) определив потери давления по длине участка Rl в местных сопротивлениях Z , найти полные потери давления на каждом участке (Rl+Z).
е)
проверить правильность гидравлического
расчёта циркуляционного кольца из
условия:
При несоответствии этого условия следует на отдельных участках увеличить или уменьшить диаметр трубопровода. После расчёта наиболее протяжённого кольца переходят к расчёту ближнего кольца.
Увязка потерь давления производиться на участках, не являющихся общими для сравниваемых колец. Допустимая неувязка в кольцах двухтрубных систем принимается до 25%.
Таблица 4. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления.
№ уч-ка |
Тепловая нагрузка Qвт, Вт |
Расход теплоносителG кг/ч |
Длина участка L, м |
Данные расчета |
|||||||||
Диаметр d,мм |
Скорость V м/с |
Удельные потери R на трение Па/м |
Потери на трение Rl Па
|
Сумма коэффиц. мест. сопрот. Σζ |
Потери давления в мест. сопр. Z Па |
Сумма потерь Rl+Z на участке Па |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|||
Расчет дальнего кольца циркуляции |
|||||||||||||
1 |
222137,67 |
5471,4 |
30,86 |
65 |
0,428 |
39,20 |
1209,71 |
12,6 |
1244,64 |
2454,35 |
|||
2 |
132832,10 |
3271,7 |
18,33 |
50 |
0,414 |
44,19 |
810,00 |
5 |
423,36 |
1233,36 |
|||
3 |
120914,13 |
2978,2 |
5,8 |
50 |
0,375 |
40,52 |
235,02 |
1,5 |
117,75 |
352,77 |
|||
4 |
96250,53 |
2370,7 |
5,4 |
50 |
0,275 |
25,99 |
140,35 |
1,5 |
56,98 |
197,33 |
|||
5 |
91091,99 |
2243,6 |
4,77 |
50 |
0,225 |
23,28 |
111,05 |
1,5 |
38,60 |
149,65 |
|||
6 |
85933,45 |
2116,6 |
5,84 |
50 |
0,175 |
20,57 |
120,13 |
2,1 |
46,05 |
166,18 |
|||
7 |
68514,39 |
1687,5 |
14,41 |
40 |
0,355 |
44,40 |
639,80 |
1,5 |
94,53 |
734,33 |
|||
8 |
46252,13 |
1139,2 |
9,66 |
40 |
0,199 |
23,20 |
224,11 |
1,5 |
29,41 |
253,52 |
|||
9 |
18443,46 |
454,3 |
62,9 |
25 |
0,220 |
38,04 |
2392,72 |
50,4 |
1345,84 |
3738,56 |
|||
8/ |
46252,13 |
1139,2 |
9,68 |
40 |
0,199 |
23,20 |
224,58 |
1 |
19,60 |
244,18 |
|||
7/ |
68514,39 |
1687,5 |
14,29 |
40 |
0,355 |
44,40 |
634,48 |
1 |
63,02 |
697,50 |
|||
6/ |
85933,45 |
2116,6 |
5,47 |
50 |
0,175 |
20,57 |
112,52 |
1,3 |
30,69 |
143,21 |
|||
5/ |
91091,99 |
2243,6 |
4,22 |
50 |
0,225 |
23,28 |
98,24 |
1 |
25,73 |
123,97 |
|||
4/ |
96250,53 |
2370,7 |
5,44 |
50 |
0,275 |
25,99 |
141,39 |
1,6 |
60,76 |
202,15 |
|||
3/ |
120914,13 |
2978,2 |
4,66 |
50 |
0,375 |
40,52 |
188,82 |
1,6 |
111,84 |
300,66 |
|||
2/ |
132832,10 |
3271,7 |
18,33 |
50 |
0,414 |
44,19 |
810,00 |
5,5 |
465,71 |
1275,71 |
|||
1/ |
222137,67 |
5471,4 |
2,8 |
65 |
0,428 |
39,20 |
109,76 |
7,3 |
691,54 |
801,30 |
|||
|
|
|
222,86 |
|
|
|
|
|
|
13068,72 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|||
Расчет ближнего кольца циркуляции |
|||||||||||||
1 |
222137,67 |
5471,4 |
30,86 |
65 |
0,428 |
39,20 |
1195,6 |
12,6 |
1244,64 |
2440,24 |
|||
10 |
67425,39 |
1660,7 |
8,9 |
40 |
0,471 |
103,77 |
923,553 |
5,0 |
549,06 |
1472,613 |
|||
11 |
30331,936 |
747,1 |
47,8 |
32 |
0,353 |
89,06 |
4257,068 |
45,9 |
1495,65 |
5752,718 |
|||
10/ |
67425,39 |
1660,7 |
8,9 |
40 |
0,471 |
103,77 |
923,553 |
4,1 |
450,22 |
1373,773 |
|||
1/ |
222137,67 |
5471,4 |
2,8 |
65 |
0,428 |
39,2 |
109,76 |
7,3 |
663,19 |
772,95 |
|||
|
|
|
Σ=98,9 |
|
|
|
|
|
|
Σ=11812,29 |
|||
Проверим правильность гидравлического расчёта:
Таблица 5. Коэффициенты местных сопротивлений
№ |
Элемент |
кол-во |
ξ |
Σξ |
Расчет дальнего кольца циркуляции |
||||
1 |
отвод под 90 |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
вентиль |
1 |
7,0 |
7,0 |
|
расширительный бак |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
Тройник на проход с поворотом |
2 |
1,5 |
3,0 |
|
задвижки параллельные |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
12,6 |
2 |
тройник на прох с повор |
3 |
1,5 |
4,5 |
|
задвижка |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,0 |
3 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
1,5 |
4 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
1,5 |
5 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
1,5 |
6 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
отвод под 90 |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
|
|
|
2,1 |
7 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
1,5 |
8 |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
1,5 |
9 |
отвод под 90 |
13 |
0,5 |
6,5 |
|
радиатор чугунный |
9 |
2,6 |
23,4 |
|
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
вентиль |
2 |
9,0 |
18,0 |
|
воздухосборник |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
50,4 |
8/ |
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,0 |
7/ |
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,0 |
6/ |
отвод под 90 |
1 |
0,3 |
0,3 |
|
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,3 |
5/ |
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,0 |
4/ |
отвод под 90 |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,6 |
3/ |
отвод под 90 |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
|
1,6 |
2/ |
тройник на прох с повор |
1 |
1,5 |
1,0 |
|
тройник на противотоке |
1 |
3,0 |
3,0 |
|
тройник на прямой проход |
1 |
1,0 |
1,0 |
|
задвижки параллельные |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
5,5 |
1/ |
отвод под 90 |
1 |
0,3 |
0,3 |
|
вентиль |
1 |
7,0 |
7,0 |
|
|
|
|
7,3 |
Расчет ближнего кольца циркуляции |
||||
№ |
Элемент |
кол-во |
ξ |
Σξ |
1 |
отвод под 90 |
2 |
0,3 |
0,6 |
|
вентиль |
1 |
7,0 |
7,0 |
|
расширительный бак |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
Тройник на проход с поворотом |
2 |
1,5 |
3,0 |
|
задвижки параллельные |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
12,6 |
10 |
задвижка |
1 |
0,50 |
0,5 |
|
тройник на прох с повор |
1 |
1,50 |
1,5 |
|
отвод под 90 |
2 |
1,50 |
3,0 |
|
|
|
|
5,0 |
11 |
отвод под 90 |
2 |
1,50 |
3,00 |
|
радиатор чугунный |
9 |
2,60 |
23,40 |
|
вентиль |
2 |
9,00 |
18,00 |
|
воздухосборник |
1 |
1,5 |
1,5 |
|
|
|
|
45,90 |
10/ |
задвижка |
1 |
0,50 |
0,50 |
|
тройник на противотоке |
1 |
3,00 |
3,00 |
|
отвод под 90 |
2 |
0,30 |
0,60 |
|
|
|
|
4,10 |
1/ |
отвод под 90 |
1 |
0,3 |
0,3 |
|
вентиль |
1 |
7,0 |
7,0 |
|
|
|
|
7,3 |