Номер помещения
|
Наименование помещения
|
Площадь помещения F, м2Удельные теплопотери q,Вт/м2Теплопотери помещения Q=q̓F,Вт
|
|
|
101(901) 108(908)
|
Жилая комната
|
18,75
|
100
|
1875
|
102(902) 107(907)
|
Кухня, коридор, санузел
|
16,1
|
70
|
1127
|
103(903) 106(906)
|
Кухня, коридор, санузел
|
15,75
|
70
|
1103
|
104(904) 105(905)
|
Жилая комната
|
16,39
|
70
|
1147
|
109(909) 118(918)
|
Жилая комната
|
19,08
|
100
|
1908
|
110(910) 117(917)
|
Жилая комната
|
7,54
|
70
|
528
|
111(911) 116(916)
|
Жилая комната
|
10,65
|
70
|
746
|
112(912) 114(914)
|
Жилая комната
|
28,03
|
70
|
1962
|
201-801 208-808
|
Жилая комната
|
18,75
|
70
|
1313
|
202-802 207-807
|
Кухня, коридор, санузел
|
16,1
|
50
|
805
|
203-803 206-806
|
Кухня, коридор, санузел
|
15,75
|
50
|
788
|
204-804 205-805
|
Жилая комната
|
16,39
|
50
|
820
|
209-809 218-818
|
Жилая комната
|
19,08
|
70
|
1336
|
210-810 217-817
|
Жилая комната
|
7,54
|
50
|
377
|
211-811 216-816
|
Жилая комната
|
10,65
|
50
|
533
|
212-812 214-814
|
Жилая комната
|
28,03
|
50
|
1402
|
ЛК-1 ЛК-2
|
Лестничная клетка
|
13,29
|
60n=60·9=540
|
7177
|
Примечание: n -
количество этажей в здании.
|
.2 Гидравлический расчет трубопроводов
Гидравлический расчет трубопроводов рекомендуется выполнять наиболее
прогрессивным методом с помощью характеристик сопротивления и переменных
перепадов температур на стояках. Задача гидравлического расчета заключается в
обоснованном выборе экономических диаметров труб для циркуляции теплоносителя с
целью обеспечения расчетной теплоотдачи нагревательных приборов.
Применение указанного метода исключает необходимость последующей
монтажной регулировки системы отопления, повышает индустриализацию заготовок
приборных узлов и стояков. Результаты гидравлического расчета трубопроводов и
теплового расчета нагревательных приборов более достоверно отражают
действительную картину работы системы отопления, так как расчетные расходы
теплоносителя соответствуют фактическим.
Гидравлический расчет проводится для системы водяного отопления:
однотрубной, с верхней разводкой, тупиковой, с насосной циркуляцией и
унифицированными приборными узлами. Нагревательные приборы - стальные панельные
радиаторы подключены по проточно-регулируемой схеме с трехходовым краном.
Расчетная схема системы отопления приведена в приложении 3.
Нормативный перепад температуры воды на стояках:
Расчет
стояка (в дальнейшем «Ст.») 1 (участок 1).
По
тепловой нагрузке стояка, равной суммарной теплопотере отапливаемых от него
помещений Q1=12941
Вт. По таблице 10 приложения 9 принимаем диаметр стояка d=20
мм. Конструируем радиаторные узлы: задаемся диаметром обводного участка и
подводок равными диаметру стояка, то есть dстxdоуxdподв=20 мм.
По
таблице 11 приложения 9 [3] имеем:
A1 =3,19*10-4 Па/(кг/ч)2;
(λ/d)1 =
1,7 1/м.
Определяем
эквивалентный К.М.С.
ξэкв,1, прямых участков труб (без этажестояков) стояка 1:
1,7*16,3=27,71,
где
l1 -
расчетная длина участка без этажестояков;
l1 = 16,3 м.
Выявляем
местное сопротивление на стояке по таблице 12 приложение 9 [3]; определяем их
К.М.С.:
воздухосборник
проточный:
- 3 отвода d=20
мм: *3 = 1,8;
- 2 крана
пробочных d=20 мм: *2 = 3.
Итого: 6,3.
На горизонтальных участках стояка (на подающей и на обратной магистралях)
имеется 2 тройника на проходе воды. Гидравлические характеристики тройников:
- расход воды на проход:
кг/ч,
где
с = 4,19 кДж/(кг·К) - теплоемкость воды;
,6
кДж/(Вт·ч) - коэффициент перевода единиц;
- общий расход воды:
кг/ч,
где
Q2 -
тепловая нагрузка стояка 2.
Соотношение
расходов:
.
По
таблице 13 приложения 9 имеем:
- для тройника на подающей магистрали ξ
= 0,3;
- для тройника на обратной магистрали ξ
= 1,5.
Итого: 1,8.
Суммарный К.М.С. участка 1 (без этажестояков):
1,8+6,3=8,1.
Приведенный
К.М.С. участка 1:
27,71+8,1=35,81.
Характеристика
сопротивления участка (без этажестояков):
3,19*10-4*35,81=114,23*10-4
Па/(кг/ч)2.
Определяем
характеристику сопротивления этажестояка. Расчетный участок 1 включает в себя 9
этажестояков, приборные узлы которых имеют следующие характеристики:
1) тип нагревательного прибора - радиатор стальной панельный РСГ;
2) схема радиаторного узла - проточно-регулируемая с трехходовым
краном;
) конструкция радиаторного узла:
20 мм.
По
таблице 14 приложения 9 [3] находим характеристику сопротивления стояка:
- девять этажестояков 9х42=378*10-4 Па/(кг/ч)2.
Итого: S0=378*10-4 Па/(кг/ч)2.
Общая характеристика сопротивления участка 1:
114,23+378
=492,23*10-4 Па/(кг/ч)2.
Вычисляем
расход воды на участке. Задаемся перепадом температур на стояке в пределах 30-40ºС. В результате предварительных расчетов выявлено, что
наиболее приемлемый вариант обеспечивается при Dt1= 38 ºС.
293 кг/ч.
Падение
давления на стояке Ст.1 (участок 1):
492,23*10-4*2932=4225,7
Па.
Расчет
Ст. 2 (участок 2).
Перепад
давлений на стояке известен Па.
Тепловая нагрузка стояка Вт. По табл. 10 приложения 9 принимаем диаметр стояка
мм. Конструируем радиаторные узлы: принимаем диаметры
подводок и обводного участка равным диаметру стояка:
мм.
По табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления стояка:
-
узел присоединения к подающей магистрали
узел
присоединения к обратной магистрали
девять
этажестояков
Итого:
Расход
воды по стояку 2:
кг/ч.
Определяем перепад температур на стояке 2:
Полученный перепад выходит за допустимые пределы /30-40°С/. Необходимо
уменьшить перепад, а, следовательно, увеличить расход воды на стояке.
Принимаем
диаметр стояка и обвязки приборных узлов мм.
Характеристика
сопротивления стояка 2 с увеличенным до 20 мм диаметром составляет:
узел
присоединения к горячей магистрали
узел
присоединения к обратной магистрали
девять
этажестояков:
Расход воды по стояку:
кг/ч.
Перепад
температур на стояке:
Полученный
перепад также выходит за допустимые пределы.
Конструируем
составной стояк: 4 этажестояков и узел присоединения к подающей магистрали
диаметром 20 мм, 5 этажестояка и узел присоединения к обратной магистрали
диаметром 15 мм.
По
табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления составного стояка:
узел
присоединения к подающей магистрали диаметром 20 мм:
4
этажестояков :
5
этажестояка :
узел
присоединения к обратной магистрали диаметром 15 мм
Итого:
Расход воды по стояку:
кг/ч.
Перепад
температур на стояке
,
что вполне допустимо.
Расчет магистральных трубопроводов участков 3 и 3’.
Расход воды на участках известен:
кг/ч.
По
табл. 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей мм. Расчетный расход 494 кг/ч находится внутри
допустимого интервала /кг/ч и кг/ч /.
По
табл. 11 приложения 9 имеем:
На
участках магистралей имеется два тройника на проходе воды.
Гидравлические
характеристики тройников:
расход
воды на проход кг/ч;
общий
расход воды
кг/ч.
Отношение
расходов
.
По
табл. 13 приложения 9 имеем:
для
тройника на подающей магистрали ;
для
тройника на обратной магистрали .
Характеристика
сопротивления участка 3:
Па/(кг/ч)².
Характеристика
сопротивления участка 3':
Па/(кг/ч)².
Потеря
давления на участке 3:
Па.
Потеря
давления на участке 3':
Па.
Расчет
Ст.3 (участок 4).
Перепад давлений на стояке известен:
Па.
Тепловая
нагрузка стояка Вт.
Принимаем
диаметр стояка и обвязки приборных узлов мм.
Определяем эквивалентный К.М.С. ξэкв,4, прямых участков труб (без
этажестояков и участков, проходящих по этажам) стояка 3:
2,6*8=20,8,
где
l4 -
расчетная длина участка без этажестояков;
l4 = 8 м.
Выявляем
местное сопротивление на стояке по таблице 12 приложение 9 [3]; определяем их
К.М.С.:
- 3 отвода d=15
мм: *3 = 2,4.
Приведенный К.М.С. участка 4:
20,8+2,4=23,2.
Характеристика
сопротивления участка (без этажестояков):
10,6*10-4*23,2=245,9*10-4
Па/(кг/ч)2.
По табл. 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления стояка:
-
узел присоединения к горячей магистрали
узел
присоединения к обратной магистрали
три
этажестояка
16,8
м прямой трубы
Итого:
Общая характеристика сопротивления участка 4:
245,9+970,5
=1216,4*10-4 Па/(кг/ч)2.
Расход воды по стояку:
кг/ч.
Перепад
температур на стояке:
.
Температурный
перепад входит в допустимые пределы, но увеличить его нельзя, так как взятый
диаметр является минимальным, поэтому на этом расчет участка 4 закончен.
Расчет магистральных трубопроводов участков 5 и 5’.
Расход воды на участках:
494+196=690
кг/ч.
По
таблице 9 приложения 9 [3] принимаем диаметр магистралей d5 = d5/ =25 мм.
По
таблице 11 приложения 9 [3]:
На
участках магистралей имеется два тройника на проходе воды. Гидравлические
характеристики тройников:
- расход воды
на проходе 690 кг/ч.
- общий расход
воды 877 кг/ч.
Отношение расходов
0,79.
По
таблице 13 приложения 9 [3] имеем:
- для тройника
на подающей магистрали 0,3;
- для тройника
на обратной магистрали 1,2.
Характеристика сопротивления участка 5:
1,23*10-4*(1,25*3+0,3)=4,98*10-4Па/(кг/ч)2.
Характеристика
сопротивления участка 5/:
1,23*10-4*(1,25*3+1,2)=6,09*10-4
Па/(кг/ч)2.
Потеря
давления на участке 5:
237,1 Па.
Потеря
давления на участке 5/:
289,9 Па.
Расчет
Ст. 4 (участок 6).
Перепад
давлений на стояке известен:
237,1+289,9+4686,7=5213,7
Па.
Тепловая
нагрузка стояка Q6 = 7722
Вт.
Принимаем
диаметр стояка и обвязки приборных узлов 15 мм.
По
таблице 14 приложения 9 [3] находим характеристику сопротивления стояка:
- узел присоединения к подающей магистрали 91,2*10-4
Па/(кг/ч)2;
- узел присоединения к обратной магистрали 85,6*10-4
Па/(кг/ч)2;
- девять этажестояков 9х155=1395*10-4 Па/(кг/ч)2.
Итого: S6=1571,8*10-4 Па/(кг/ч)2.
Расход воды по стояку:
182 кг/ч.
Перепад
температур на стояке:
ºС.
Полученный
перепад укладывается в допустимые пределы //.
Расчет
магистральных участков 7 и 7’.
Расход
воды на участках известен:
182+690=872
кг/ч.
По
таблице 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей d7 = d7/ = 25. Расчетный расход 872 кг/ч находится внутри
допустимого интервала (Gmax =1600 и Gmin =500).
По
таблице 11 приложения 9 имеем:
На
участках магистралей имеется два тройника на проходе воды. Гидравлические
характеристики тройников:
- расход воды
на проходе 872 кг/ч;
- общий расход
воды 1074 кг/ч.
Отношение расходов:
0,81.
По
таблице 13 приложения 9 имеем:
- для тройника
на подающей магистрали 0,2;
- для тройника
на обратной магистрали 0,7.
Характеристика сопротивления участка 7:
0,39*10-4(0,9*5+0,2)=1,83*10-4
Па/(кг/ч)2.
Характеристика
сопротивления участка 7/:
0,39*10-4(0,9*5+0,7)=2,03*10-4
Па/(кг/ч)2.
Потеря
давления на участке 7:
139,2 Па.
154,4 Па.
Расчет
Ст. 5 (участок 8).
Перепад
давлений на стояке известен:
139,2+154,4+5213,7=5507,3
Па.
Тепловая
нагрузка стояка Q8 = 8034
Вт.
Принимаем
диаметр стояка и обвязки приборных узлов 15 мм.
По
таблице 14 приложения 9 находим характеристику сопротивления стояка:
- узел присоединения к подающей магистрали 91,2*10-4
Па/(кг/ч)2;
- узел присоединения к обратной магистрали 85,6*10-4
Па/(кг/ч)2;
- девять этажестояков 9х155=1395*10-4 Па/(кг/ч)2.
Итого: S8=1571,8*10-4 Па/(кг/ч)2.
Расход воды по стояку:
187 кг/ч.
Перепад
температур на стояке:
.
Полученный
перепад укладывается в допустимые пределы //.
Расчет
магистральных трубопроводов участков 9 и 9’.
Расход
воды на участках известен:
187+872=1059
кг/ч.
По
таблице 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей d9 = d9/ = 32. Расчетный расход 1059 кг/ч находится внутри
допустимого интервала (Gmax =3500 и Gmin=875).
По
таблице 11 приложения 9 [3] имеем:
На
участках магистралей имеется два тройника на ответвлении потока воды и два
вентиля. Гидравлические характеристики тройников:
- расход воды
на ответвлении1059 кг/ч;
- общий расход
воды2149 кг/ч,
где Qправ - тепловая нагрузка правой ветки
системы.
Отношение расходов:
0,49.
По
таблице 13 приложения 9 [3] имеем:
- для тройника на подающей магистрали ξ
= 5,0;
- для тройника на обратной магистрали ξ
=1,5.
По таблице 12 приложения 9 К.М.С. вентиля с диаметром условного прохода
32 мм ξ
= 9.
Суммарный К.М.С. участка 11 ξ =14.
Суммарный К.М.С. участка 11/ ξ =10,5.
Характеристика сопротивления участка 9:
0,39*10-4*(0,9*0,4+14)=5,6*10-4
Па/(кг/ч)2.
Характеристика
сопротивления участка 11/:
0,39*10-4*(0,9*1,5+10,5)=4,62*10-4
Па/(кг/ч)2.
Потеря
давления на участке 9:
5,6*10-4*10592=628
Па.
Потеря
давления на участке 11/:
4,62*10-4*10592=518,1
Па.
Общие
потери давления на магистральных трубопроводах участков 9 и 9’.
Общие
потери давления на магистральных участках P9 + P9/ =1146,1 Па, что составляет 21% от потерь давления на
стояке Ст. 5. В целях повышения гидравлической устойчивости систем водяного
отопления СНиП 2.04.05-86 рекомендует суммарные потери давления на
магистральных трубопроводах принимать не более 20-25% от общих потерь давления
в стояке (не считая потерь давления на головных участках системы) [2].
Суммарные
потери в расчетной левой ветке:
Pлев= P9 + P9/+ P8 =628+518,1+5507,3=6653,4 Па.
Расчет
магистральных трубопроводов участков 10 и 10’.
Расход
воды на участках 10 (10/):
=2133
кг/ч.
По
таблице 9 приложения 9 принимаем диаметр магистралей d12 = d12/ = 50. Расчетный расход 2133 кг/ч находится внутри
допустимого интервала (Gmax =11700 и Gmin =1950).
По
таблице 11 приложения 9 [3] имеем:
На
участках магистралей имеется два тройника на ответвлении потока воды.
Гидравлические характеристики тройников:
расход
воды на ответвлении 2133 кг/ч;
общий
расход воды кг/ч.
Отношение
расходов:
0,55.
По
таблице 13 приложения 9 [3] имеем:
- для тройника на подающей магистрали ξ10 = 5,0;
- для тройника на обратной магистрали ξ10/ =1,5.
Характеристика сопротивления участка 10:
0,08*10-4*(0,52*2,8+5)=0,52*10-4
Па/(кг/ч)2.
Характеристика
сопротивления участка 10/:
0,08*10-4*(0,52*4,3+1,5)=0,3*10-4
Па/(кг/ч)2.
Потеря
давления на участке 10:
0,52*10-4*21332=236,6
Па.
Потеря
давления на участке 12/:
0,3*10-4*21332=136,5
Па.
Расчет
магистральных трубопроводов участков 11 и 11’.
Расход
воды на участках 11 (11/):
=3892
кг/ч.
По
таблице 9 приложения 9 [3] принимаем диаметр магистралей d13 = d13/ = 50. Расчетный расход 3892 кг/ч находится внутри
допустимого интервала (Gmax =11700 и Gmin =1950).
По
таблице 11 приложения 9 имеем:
Местные
сопротивления на участках:
участок
11: 5 отводов d=50мм: ξ11=5х0,3=1,5;
1
задвижка d=50мм: ξ11=0,5;
итого: ξ11=2;
Участок
11/: 3 отвода d=50мм: ξ11/=3х0,3=0,9;
1
задвижка d=50мм: ξ11/=0,5;
итого: ξ11/=1,4.
Характеристика
сопротивления участка 11:
0,08*10-4*(0,52*47,3+2)=2,13*10-4
Па/(кг/ч)2.
Характеристика
сопротивления участка 11/:
0,08*10-4*(0,52*6,2+1,4)=0,37*10-4
Па/(кг/ч)2.
Потеря
давления на участке 11:
2,13*10-4*38922=3226,5
Па.
Потеря
давления на участке 11/:
0,37*10-4*38922=560,5
Па.
Результаты гидравлического расчета системы.
Результаты гидравлического расчета системы приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 Сводная таблица результатов гидравлического расчета
однотрубной системы водяного отопления
Номер участка
|
Тепловая нагрузка Q, Вт
|
Длина уч-ка l, м
|
Расход те плоносит. G,кг/ч
|
Диаметр уч-ка D,мм
|
Характеристика
сопротивления участка Sх104, Па(кг/ч)2
|
Перепад температур на
стояке °C Потеря давления на участке P, Па
|
|
1(ст. 1)
|
12941
|
41,5
|
293
|
20
|
492,23
|
38,0
|
4225,7
|
2(ст. 2)
|
7889
|
32,2
|
201
|
15, 20
|
1050,3
|
33,7
|
4225,7
|
3
|
20830
|
1,3
|
494
|
20
|
8,01
|
-
|
195,5
|
3'
|
20830
|
1,3
|
494
|
20
|
10,88
|
-
|
265,5
|
4(ст. 3)
|
7177
|
33,2
|
196
|
15
|
1216,4
|
31,5
|
4686,7
|
5
|
28007
|
3
|
690
|
25
|
4,98
|
-
|
237,1
|
5'
|
28007
|
3
|
690
|
25
|
6,09
|
-
|
289,9
|
6(ст. 4)
|
7722
|
32,2
|
182
|
15
|
1571,8
|
36,5
|
5213,7
|
7
|
35729
|
5
|
872
|
25
|
1,83
|
-
|
139,2
|
7'
|
35729
|
5
|
872
|
25
|
2,03
|
-
|
154,4
|
8(ст. 5)
|
8034
|
32,2
|
187
|
15
|
1571,8
|
36,9
|
5507,3
|
9
|
43763
|
0,4
|
1059
|
32
|
5,6
|
-
|
628
|
9'
|
43763
|
1,5
|
1059
|
32
|
4,62
|
-
|
518,1
|
10
|
87526
|
2,8
|
2133
|
50
|
0,52
|
-
|
236,6
|
10'
|
87526
|
4,3
|
2133
|
50
|
0,3
|
-
|
136,5
|
11
|
159174
|
47,3
|
3892
|
50
|
2,13
|
-
|
3226,5
|
11'
|
159174
|
6,2
|
3892
|
50
|
0,37
|
-
|
560,5
|
Общие потери давления в системе и обеспечение гидравлической
устойчивости.
Общие потери давления в системе отопления:
Pсист=P11+P11/+P10+P10/+P9+P9/+P8=3226,5+560,5+236,6+136,5+628+518,1+
+5507,3=10813,5 Па,
в том числе без головных участков 11 и 11/:
Pсист-P11-P11/=10813,5-3226,5-560,5=7026,5 Па.
В целях обеспечения гидравлической устойчивости системы отопления доля
потерь давления в стояках должна составлять не менее 70% от общих потерь
давления в системе (без головных участков). В данном случае имеем:
-доля стояка 5 (участок 8):
78,4% ;
-доля
стояка 4 (участок 6):
74,2% ;
-доля
стояка 3 (участок 4):
66,7% ;
-доля
стояков 1 и 2 (участки 1 и 2):
60,1%.
Подбор
водоструйного элеватора.
В
результате гидравлического расчета получены следующие основные характеристики:
расчетный
расход воды в системе отопления =3892
кг/ч;
расчетные
потери давления в системе отопления Pсист =10813,5 Па.
Указанные
параметры являются исходными для подбора водоструйного элеватора для системы
отопления, которая подключается к городским тепловым сетям.
Для
определения требуемого давления, развиваемого элеватором, необходимо из
расчетных потерь давления в системе отопления вычесть естественное
циркуляционное давление, то есть:
Pн=Pсист-Pест
Циркуляционное давление в однотрубных системах с верхней разводкой можно
определить по приближенной формуле:
, (2.1)
где
g - ускорение силы тяжести, м/с2;
hэс - высота этажестояка, м;
n - количество
этажей в здании;
-
плотность воды в горячей и обратной магистралях системы отопления, кг/м3;
В
нашем случае имеем:
=2806 Па.
Pн=Pсист-Pест=10813,5-2806=8007,5 Па.
С учетом этого результаты гидравлического расчета будут иметь вид:
= 3892
кг/ч = 3,89 т/ч;
Pн
= 8007,5 Па =
0,8·101 кПа.
.3 Расчет и подбор водоструйного насоса элеватора
В настоящее время промышленностью изготавливаются водоструйные элеваторы
марки 40с10бк, ТУ26-07-1255-82, выполненные из углеродистой стали, фланцевый, с
температурой теплоносителя до 150°С.
Расчетная схема элеватора приведена на рисунке 2.1.
Рис.2.1 Расчетная схема элеватора
Конструктивные характеристики /длинна, диаметры/, масса различных
типоразмеров элеватора 40с10бк приведена в таблице 2.3.
Таблица 2.3 Конструктивные характеристики водоструйного элеватора 40с10бк
№ элеватора
|
корпус
|
сопло
|
|
горловина, d мм
|
расмеры, мм
|
масса, кг
|
dнс
|
допустимые интервалы dc.мм.
|
|
|
L
|
Ду
|
Д1
|
Дуп
|
Д2
|
l
|
h
|
|
|
|
1
|
15
|
360
|
40
|
145
|
40
|
145
|
70
|
130
|
3,3
|
13
|
3-8
|
2
|
20
|
440
|
50
|
160
|
40
|
145
|
93
|
135
|
11,3
|
13
|
4-8
|
3
|
25
|
570
|
65
|
180
|
50
|
160
|
104
|
145
|
15,5
|
16
|
6-10
|
4
|
30
|
620
|
80
|
195
|
65
|
180
|
125
|
170
|
18,7
|
18
|
7-12
|
Номер элеватора, диаметр горловины и сопла определяется на основании
расчета. После вычисления расчетного диаметра горловины по табл. 2.4.
подбирается номер элеватора с ближайшим наибольший диаметром горловины.
Результаты расчетов приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Расчет элеватора 40с10бк
№ п/п
|
Наименование
|
Формула
|
Ед. изм.
|
1
|
Расчетная температура
теплоносителя в тепловой сети
|
τг; τо
|
°С
|
150;70
|
2
|
Расчетная температура
теплоносителя в системе отопления
|
tг;tо
|
°С
|
105;70
|
3
|
Расчетный расход воды в
системе отопления
|
Gсист
|
т/ч
|
3,89
|
4
|
Требуемое давление
развиваемое элеватором
|
Pн
|
10кПа
|
0,8
|
5
|
Коэффициент подмешивания
/инжекции/ теплоносителя
|
1,3
|
|
|
6
|
Расчетный диаметр горловины
элеватора
|
мм17,7
|
|
|
7
|
Принят элеватор /см табл.
2.3/
|
dгор
|
мм
|
20
|
8
|
Расчетный диаметр сопла
|
dс=dгор/(1+g)
|
мм
|
8,7
|
9
|
Давление необходимое для
работы элеватора
|
Pэл=1,4Pн(1+g)2
|
10кПа
|
5,92
|
10
|
Давление пред элеваторным
узлом с учетом гидравлических потерь в регуляторе давления
|
Pэлу=Pэл+(2¸3)
|
10кПа
|
8,42
|
2.4 Разработка индивидуального теплового пункта
Индивидуальный тепловой пункт /узел управления/ размещен в подвале ближе
к середине здания под вспомогательными помещениями первого этажа /кухня,
санузел, коридоры/.
Место расположения индивидуального теплового пункта (рис.2.2) /И. Т. П./
в проектируемом здании выбрано с таким расчетом, чтобы одна стена помещения
была капитальной.
Размеры помещений для И. Т. П. зависят от вида размещаемого в них
оборудования. В жилых и общественных зданиях, при отсутствии водонагревателей
системы горячего водоснабжения, И. Т. П. может быть размещен в помещении
размером 4x2,0 при высоте 2,0 м.
Помещение должно быть изолированным, должно иметь дверь с замком и окно.
Элеваторный узел рекомендуется проектировать у капитальной стены
помещения теплового пункта.
Рис. 2.2 Схема индивидуального теплового пункта
3. Тепловой расчет нагревательных приборов
.1 Общие положения и алгоритм теплового расчета нагревательных приборов
Расчет нагревательных приборов проводится после гидравлического расчета
трубопроводов системы отопления по следующей методике. Требуемая теплоотдача
нагревательного прибора определяется по формуле:
,
(3.1)
где
- теплопотери помещения, Вт; при установке в
помещении нескольких нагревательных приборов теплопотери помещения
распределяются между приборами поровну;
-
полезная теплоотдача трубопроводов отопления, Вт; определяется по формуле:
,
(3.2)
где
- удельная теплоотдача 1 м открыто проложенных
вертикальных /горизонтальных/ трубопроводов, Вт/м; принимается по данным табл.
3 приложения 9 в зависимости от разности температур между трубопроводом и
воздухом;
-
суммарная протяженность вертикальных /горизонтальных/ трубопроводов в
помещении, м.
Фактическая
теплоотдача нагревательного прибора:
,
(3.4)
где
- номинальный тепловой поток нагревательного прибора
(одной секции), Вт. Принимается по данным табл. 1 приложения 9;
-
температурный напор, равный разности полусуммы температур теплоносителя на
входе и выходе нагревательного прибора и температуры воздуха помещения:
, °С;
(3.5)
где
- расход теплоносителя через нагревательный прибор,
кг/с;
-
эмпирические коэффициенты. Значения параметров в
зависимости от типа нагревательных приборов, расхода теплоносителя и схемы его
движения приводят в табл. 2 приложения 9;
-
поправочный коэффициента способ установки прибора; принимается по данным табл.
5 приложения 9.
Средняя
температура воды в нагревательном приборе однотрубной системы отопления в общем
случае определяется выражением:
, (3.6)
где
- температура воды в горячей магистрали, °C;
-
остывание воды в подающей
магистрали, °C;
-
поправочные коэффициенты, принимаемые по табл. 4 и табл. 7 приложения 9;
- сумма
теплопотерь помещений, расположенных до рассматриваемого помещения, считая по
ходу движения воды в стояке, Вт;
- расход
воды в стояке, кг/с /определяется на стадии гидравлического расчета системы
отопления/;
-
теплоемкость воды, равная 4187 Дж/(кгград);
-
коэффициент затекания воды в нагревательный прибор. Принимается по табл. 8
приложения 9.
Расход
теплоносителя через нагревательный прибор определяется по формуле:
,
(3.7)
Остывание
воды в подающей магистрали находится по приближенной зависимости:
,
(3.8)
где
- протяженность магистрали от индивидуального
теплового пункта до расчетного стояка, м.
Фактическая
теплоотдача нагревательного прибора должна
быть не менее требуемой теплоотдачи , то есть
. Допускается обратное соотношение , если невязка не превышает 5%.
.2
Определение поверхности нагревательных приборов
Определение марки радиатора на первом этаже
Определим
марку стального панельного радиатора РСГ. Система отопления однотрубная с
верхней разводкой со смещенным обводным участком и односторонним подключением
приборов. Радиатор установлен под окном жилой комнаты с расчетной теплопотерей Q=1875
Вт (первый этаж) и температурой внутреннего воздуха °С. Унифицированный радиаторный узел имеет следующие
характеристики:
диаметр
труб dст .dо.у. . dподв. =20
мм;
подводка
прямая длиной lподв.=0.37
м;
длина
этажестояка lэ.с.=2,8
м.
Регулирование
количества воды, поступающей в прибор осуществляется трехходовым краном Ру =
1,0 МПа.
Стояк
отопительной системы проложен открыто. Температура воды в горячей магистрали tг=1050С. Протяженность горячей магистрали от
индивидуального теплового пункта до расчетного стояка м. Расчетный расход воды в стояке кг/ч (0,081 кг/с). Сумма теплопотерь помещений,
расположенных до расчетного помещения по ходу движения воды Вт.
По формуле (3.8) остывание воды в подающей магистрали:
.
По
табл. 8 приложения 9 =1,0, по табл. 4 и табл. 7 приложения 9 [3]:1,07,1,06;
средняя температура воды в нагревательном приборе по формуле (3.6):
62,5;
перепад
температур между прибором и воздухом:
62,5-20=42,5.
Удельная
теплоотдача 1 м открыто проложенных в помещении трубопроводов при °С:
для
этажестояка диаметром 20 мм Вт,
для
подводок диаметром 20 мм Вт.
Полезная
теплоотдача трубопроводов в помещении:
Вт.
Требуемая
теплоотдача нагревательного прибора:
Вт.
По табл.2 приложения 9 при питании прибора по схеме сверху-вниз m=1,3. Вычисляем расход воды через
прибор:
Gприб=* Gст=1,0*0,081=0,081
кг/с.
По
табл.2 приложения 9 [3] имеем p=0,01, а=1,00.
Поправочный
коэффициент на способ установки нагревательного прибора при А=100 мм (по табл.5 приложения 9 [3]).
Принимаем
к установке стальной панельный радиатор марки РСГ-2-2-5 с номинальным тепловым
потоком Вт /табл. 1 приложения 9/.
Вычисляем
фактическую теплоотдачу радиатора по формуле (4.4)
Вт.
Полученная
теплоотдача ниже требуемой теплоотдачи нагревательного прибора на величину , то есть
больше, чем на 5%, что недопустимо.
Принимаем
к установке радиатор следующего номера РСГ-2-2-6 с номинальным тепловым потоком
Вт /по табл. 1
приложения 9/.
Фактическая
теплоотдача радиатора
Вт.
Превышение
теплоотдачи радиатора над потребной
.
Примем
радиатор номера РСГ-2-1-9 2 штуки, тогда изменится коэффициент р, он станет
равным 0,025. Номинальный тепловой поток Вт /по
табл. 1 приложения 9/.
Фактическая
теплоотдача радиатора
Вт.
Превышение
теплоотдачи радиатора над потребной
.
Принимаем
2 радиатора марки РСГ-2-1-9.
Определение марки радиатора на пятом этаже.
Определим
марку стального панельного радиатора РСГ. Система отопления однотрубная с
верхней разводкой со смещенным обводным участком и односторонним подключением
приборов. Радиатор установлен под окном жилой комнаты с расчетной теплопотерей Q=1313
Вт (пятый этаж) и температурой внутреннего воздуха °С. Унифицированный радиаторный узел имеет следующие
характеристики:
диаметр
труб dст .dо.у. . dподв. =20
мм;
подводка
прямая длиной lподв.=0.37
м;
длина
этажестояка lэ.с.=2,8
м.
Регулирование
количества воды, поступающей в прибор, осуществляется трехходовым краном Ру =
1,0 МПа.
Стояк
отопительной системы проложен открыто. Температура воды в горячей магистрали tг=1050С. Протяженность горячей магистрали от
индивидуального теплового пункта до расчетного стояка м. Расчетный расход воды в стояке кг/ч (0,081 кг/с). Сумма теплопотерь помещений,
расположенных до расчетного помещения по ходу движения воды Вт.
По формуле (3.8) остывание воды в подающей магистрали:
.
По
табл. 8 приложения 9 =1,0, по табл. 4 и табл. 7 приложения 9 [3]:1,07,1,06;
средняя температура воды в нагревательном приборе по формуле (3.6):
80,97;
перепад
температур между прибором и воздухом:
80,97-20=60,97.
Удельная
теплоотдача 1 м открыто проложенных в помещении трубопроводов при °С:
для
этажестояка диаметром 20 мм Вт,
для
подводок диаметром 20 мм Вт.
Полезная
теплоотдача трубопроводов в помещении:
Вт.
Требуемая
теплоотдача нагревательного прибора:
Вт.
По табл.2 приложения 9 при питании прибора по схеме сверху-вниз m=1,3. Вычисляем расход воды через
прибор:
Gприб=* Gст=1,0*0,081=0,081
кг/с.
По
табл.2 приложения 9 [3] имеем p=0,025, а=1,00.
Поправочный
коэффициент на способ установки нагревательного прибора при А=100 мм (по табл.5 приложения 9 [3]).
Принимаем
к установке стальной панельный радиатор марки РСГ-2-1-6 с номинальным тепловым
потоком Вт /табл. 1 приложения 9/.
Вычисляем
фактическую теплоотдачу радиатора по формуле (4.4)
Вт.
Полученная
теплоотдача ниже требуемой теплоотдачи нагревательного прибора на величину , то есть
больше, чем на 5%, что недопустимо.
Принимаем
к установке радиатор следующего номера РСГ-2-1-7 с номинальным тепловым потоком
Вт /по табл. 1
приложения 9/.
Фактическая
теплоотдача радиатора
Вт.
Превышение
теплоотдачи радиатора над потребной
.
Примем
радиатор номера РСГ-2-1-8. Номинальный тепловой поток Вт /по табл. 1
приложения 9/.
Фактическая
теплоотдача радиатора
Вт.
Фактическая
теплоотдача больше требуемой. Принимаем радиатор марки РСГ-2-1-8.
Определение марки радиатора на девятом этаже.
Определим
марку стального панельного радиатора РСГ. Система отопления однотрубная с
верхней разводкой со смещенным обводным участком и односторонним подключением
приборов. Радиатор установлен под окном жилой комнаты с расчетной теплопотерей Q=1875
Вт (девятый этаж) и температурой внутреннего воздуха °С. Унифицированный радиаторный узел имеет следующие
характеристики:
диаметр
труб dст .dо.у. . dподв. =20
мм;
подводка
прямая длиной lподв.=0.37
м;
длина
этажестояка lэ.с.=2,8
м.
Регулирование
количества воды, поступающей в прибор, осуществляется трехходовым краном Ру = 1,0
МПа.
Стояк
отопительной системы проложен открыто. Температура воды в горячей магистрали tг=1050С. Протяженность горячей магистрали от
индивидуального теплового пункта до расчетного стояка м. Расчетный расход воды в стояке кг/ч (0,081 кг/с). Сумма теплопотерь помещений,
расположенных до расчетного помещения по ходу движения воды Вт.
По формуле (3.8) остывание воды в подающей магистрали:
.
По
табл. 8 приложения 9 =1,0, по табл. 4 и табл. 7 приложения 9 [3]:1,07,1,06;
средняя температура воды в нагревательном приборе по формуле (3.6):
99,47;
перепад
температур между прибором и воздухом:
99,47-20=79,47.
Удельная
теплоотдача 1 м открыто проложенных в помещении трубопроводов при °С:
для
этажестояка диаметром 20 мм Вт,
для
подводок диаметром 20 мм Вт.
Полезная
теплоотдача трубопроводов в помещении:
Вт.
Требуемая
теплоотдача нагревательного прибора:
Вт.
По табл.2 приложения 9 при питании прибора по схеме сверху-вниз m=1,3. Вычисляем расход воды через
прибор:
Gприб=* Gст=1,0*0,081=0,081
кг/с.
По
табл.2 приложения 9 [3] имеем p=0,025, а=1,00.
Поправочный
коэффициент на способ установки нагревательного прибора при А=100 мм (по табл.5 приложения 9 [3]).
Принимаем
к установке стальной панельный радиатор марки РСГ-2-1-8 с номинальным тепловым
потоком Вт /табл. 1 приложения 9/.
Вычисляем
фактическую теплоотдачу радиатора по формуле (4.4)
Вт.
Фактическая
теплоотдача больше требуемой. Принимаем радиатор марки РСГ-2-1-8.
Тепловой расчет для стояка трех нагревательных приборов приведен в
таблице 3.1.
Таблица 3.1
№ пом.
|
, Вт, Вт/мβ1β2, м2β 4
|
|
|
|
|
|
101
|
1875
|
1652,5
|
1,07
|
0,98
|
2,17*2=4,34
|
1,06
|
105
|
1313
|
1146,1
|
1,07
|
0,98
|
1,93
|
1,06
|
109
|
1875
|
1617
|
1,07
|
0,98
|
1,93
|
1,06
|
теплопотеря насос нагревательный
Заключение
В результате проведенных работ по расчету и проектированию отопления
жилого здания:
1. Обоснованы конструктивные и эксплуатационные параметры систем
централизованного водяного отопления.
2. Разработаны план и аксонометрическая схема системы отопления,
выявлены диаметры трубопроводов и поверхности нагревательных приборов.
. Разработана спецификация потребных материалов и оборудования.
. Получены следующие расчетные технические характеристики системы
центрального отопления здания:
ü тепловая нагрузка системы отопления Q=159,174 кВт.
ü параметры теплоносителя tг=105ºС, t о=70ºС;
ü расчетный расход воды в системе отопления:
=3,89
т/ч.
ü расчетные потери давления в системе отопления:
Pсист =10,814 кПа.
ü требуемое давление, развиваемое элеватором:
Pн=0,8·101 кПа.
Список использованных источников
1. CНиП II
3-79. “Строительные нормы и правила. Нормы проектирования” Строительная
теплотехника. М., 1979.
2. Изменение №3 СНиП 3-79. Строительная теплотехника. М., 1995.
3. Отопление жилого или общесвенного здания. Часть II. Приложения. Методические указания к
выполнению курсового проекта. Курицын Б.Н., Казьмина А.В. Саратов: Издательство
СГТУ, 2010.
4. Отопление жилого или общесвенного здания. Часть I. Методические указания к выполнению
курсового проекта. Курицын Б.Н., Казьмина А.В. Саратов: Издательство СГТУ,
2009.
5. СНиП 2.04.05-91. “Строительные нормы и правила
проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”.
6. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. “Теплотехника,
теплогазоснабжение и вентиляция”. М.: Стройиздат, 2012.
7. СНиП 2.04.01 - 85 “Внутренний водопровод и канализация”.
Приложение 1
Примечания
1. Теплоноситель
- вода с параметрами: tг=105ºС, tо=70ºС, .
. Расход
воды в системе отопления =3892 кг/ч.
. Потеря
давления в системе отопления Pсист
=10,814 кПа.
. Трубопроводы,
проложенные в подвале и на чердаке, теплоизолированы минеральной ватой толщиной
30 мм с покровным слоем лака.
. Трубопроводы,
проложенные в помещениях, и радиаторы покрасить масляной краской 2 раза.
. Спецификация
материалов и оборудования дана на расчетную ветку системы отопления,
нагревательных приборов - на расчетный стояк.
Приложение 2
Спецификация оборудования
|
Обозначение
|
Наименование
|
Кол.
|
Масса, ед.,кг
|
Примеч.
|
1
|
ВПГ
|
Горизонтальный
|
1
|
7,9
|
|
|
|
проточный L=300
мм
|
|
|
|
|
|
воздухосборник d=150мм
|
|
|
|
2
|
40С 10бк
|
Водоструйный элеватор №2
|
|
|
|
|
|
dгор= 20мм
|
1
|
8,3
|
|
|
|
dс=8.7мм
|
|
|
|
3
|
РСГ2-1
|
Радиаторы стальные
панельные однорядные
|
|
|
|
|
|
с количеством секций 9
|
2
|
23,8
|
шт.
|
|
|
с количеством секций 8
|
2
|
21,1
|
шт.
|
4
|
КРТ
|
Кран регулирующий
трехходовой Ру =1,0МПа
|
|
|
|
|
|
Ø15
|
22
|
0,39
|
шт.
|
|
|
Ø 20
|
14
|
|
шт.
|
5
|
1146бк 11
|
Кран пробочный проходной
Ру=1,0МПа
|
|
|
|
|
|
Ø15
|
15
|
0,65
|
шт.
|
|
|
Ø 20
|
3
|
1,1
|
шт.
|
6
|
15ч8п2
|
Вентиль запорный
|
|
|
|
|
|
муфтовый
|
|
|
|
|
|
Pу 1,6
|
|
|
|
|
|
Ø 32
|
2
|
2,70
|
шт.
|
7
|
3кс.1-50-16-00-Ф
|
Задвижка клиновая стальная
|
|
|
|
|
|
Ø 50
|
2
|
19
|
шт.
|
8
|
|
Трубы стальные
водогазопроводные ГОСТ 3262-75
|
|
|
|
|
|
Ø15
|
115,8
|
|
м.
|
|
|
Ø20
|
65,1
|
|
м.
|
|
|
Ø25
|
16
|
|
м.
|
|
|
Ø32
|
1,9
|
|
м.
|
|
|
Ø50
|
60,6
|
|
м.
|