книги / Отопление и вентиляция. Отопление

Аксонометрия системы хотя очень удобна и наглядна для расчета системы, однако на ней нет точной привязки отдель­ ных частей системы к строительным конструкциям. С этой точки зрения большим преимуществом обладает так назы­ ваемая развертка здания, под которой понимают развернутый на одну плоскость вид изнутри здания на все наружные стены. На такой развертке можно нанести все приборы и трубопроводы, расположенные возле наружных стен, и сде­ лать нужные привязки. Однако части системы, расположен­ ные не у наружных стен, приходится в этом случае брать

спланов и мысленно сочетать с разверткой.

§16. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ С ЕСТЕСТВЕННОЙ

ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Расчет симметричной системы

Для уяснения специфики расчета стояки этой системы смонтированы по разным схемам. На рис. 44 показана толь­ ко правая сторона системы.

Общая тепловая нагрузка системы отопления составит: (2720 + 2100 + 2100 + 2720)-2-4-2 = 154400 кдж/час.

ПрцЬорыуьфатАлемы в нишах(на т /вф ах цце№ПЯ утаи)

Рис. 44

111

Расчетное количество воды, циркулирующей через котел:

154400

1472 кг/час.

4,19-(95 — 70)

Если условно предположить, что все трубы снабжены настолько хорошей теплоизоляцией, что потеря тепла с их поверхности ничтожно мала и ею можно пренебречь, то действующее давление для самого невыгодного прибора (нижний прибор, наиболее удаленный от котла и стояка) будет равно:

Общая длина кольца циркуляции этого прибора (без вы­ чета его высоты):

(3 + 4 + 4 + 4 + 2)-2 + 2 + ( 4 + 4 + 8 + 8 + 8)-2 + 1 = 101 ж.

Среднее значение допустимой потери давления на 1 ж длины:

467

4,67 «/ж2.

101

Из практики известно, что на преодоление местных со­ противлений обычно расходуется менее половины всего дей­ ствующего давления. Резервируя (с запасом) половину дей­ ствующего давления на преодоление местных сопротивлений (пока еще неизвестных), можно расходовать на преодоление сопротивления трения на 1 ж длины трубопровода в среднем

4,67 = 2,34 «/Ж2.

2

Далее нумеруем отдельные точки трубопроводов, в кото­ рых меняется расход воды (тепла). Расстояние между двумя такими точками будем считать участком трубопровода. Каж­ дый участок обозначается двумя цифрами, например 3-4 или

соответственно в 1-ую, 2-ую и 3-ю графы расчетного бланка, идя от прибора к котлу. Пример заполнения бланка приве­ ден в табл. 10.

Сначала заполняем первые 5 граф, ориентируясь на то, чтобы при данном расходе воды диаметр трубы был бы вы­ бран так, чтобы потеря давления на трение в среднем не превышала 2,34 к/ж2.

На этом заканчиваем первую стадию расчета — прибли­ женное определение диаметров.

112

(сверху).

При некотором навыке удается обходиться без такого перечня, определяя сумму местных сопротивлений в уме.

Умножив цифры графы 7 на цифры графы 4, получаем величину потери давления на преодоление трения на всей длине данного участка и вписываем результат в графу 8.

Умножив цифры графы 9 и 10, вычисляем потерю давле­ ния на преодоление местных сопротивлений Z на всем участке.

Суммируя для каждого участка величину Rtl и величину Z, можно получить полную потерю давления на данном участке и вписать ее в графу 13. Суммируя все сопротивле­ ния, вписанные в данную графу, получаем общее сопротив­ ление кольца циркуляции, равное 382,3 н/м2. Таким образом, действующее давление 467 н/м2 оказывается использованным не полностью. Вносим поэтому в расчетную таблицу изме­ нения, принимая для участка 1-2 другие диаметры. Результат расчетов вписываем во вспомогательную табл. 11.

Затем вписываем измененные значения в основную табл. 10, проставляя новые диаметры в графу 6, а новые полные по­ тери давления — в графу 13.

114

463,1 н/м2. Это почти совпадает с величиной действующего давления 467 н/м2, поэтому для данного кольца расчет можно считать законченным.

Переходим теперь к кольцу прибора, расположенного на том же стояке, но на втором этаже. Сопротивление на участ­ ках 7-8 и 8-8' равно 11,6 + 17,4 = 29,0 н/м2. Действующее давление для прибора второго этажа составит:

(2-0,5 + 2 + 4).(f70т95) = (3 + 4)-(9592,3 - 9436,4) = = 7-155,9=1090 н/м2.

Излишек по отношению к прибору первого этажа равен:

1090-467 = 623 н/м2.

Расчетное давление для участков 7-7' и Т-& равно:

29,9 + 623 = 652,0 н/м2.

Данные вносим в расчетную табл. 12.

Т а б л и ц а 12

Хотя 574,2 < 652,0, но диаметр 1/2" является самым малым диаметром в сортаменте труб и, следовательно, уменьшать его больше нельзя. Поэтому расчет считаем законченным, а излишнее давление придется снизить путем некоторого прикрытия кранов.

Для приборов третьего и четвертого этажей расходы воды в обратном стояке будут меньше 133 кг/яас, а дей­ ствующие давления гораздо больше, чем 652 н/м2. Поэтому заранее без расчета ясно, что для участков 5-5' и 6-6' сле­ дует принять диаметр 1/2", равно как и для всех ответвле­ ний к приборам.

Переходим теперь к расчету кольца циркуляции самого низко расположенного нагревательного прибора, стоящего ближе всего к котлу.

Р а с ч е т с т о я к а 2-2'

Сопротивление общих участков К -1 ,1-2, К-1' и 1'-2' будет равно: 60,0 + 106,8 + 5,1 + 37,5 = 209,4.

Действующее давление для самого нижнего прибора такое же, как и для соответствующего прибора наиболее удален­

ного стояка, т. е. 467 н/м2. Тогда на преодоление всех сопро­ тивлений от точки 2 до точки 2' останется:

467 - 209,4 = 257,6 н/м2.

Суммарная длина участков 2-9, 9-10, 10-11, 11-12, 12-12'

и 12-2' будет равна:

2,75 -М + 4 + 4 + 2 + 1,75 = 18,5 м.

На сопротивление трению на 1 пог. м трубопровода можно израсходовать примерно:

0,5-257,6 = 6,95 н/м2.

18,5

Аналогично предыдущему, составляем расчетную табл. 13 для стояка 2-2'.

Т а б л и ц а 13

116

Так как общая потеря давления 308,1 н/м2 больше дей­

ствующего давления 257,6 н/м2, то изменяем диаметр одного участка.

Результаты вписываем во вспомогательную табл. 14.

Т а б л и ц а 14

Вписав измененные данные в графы 6 и 13 расчетной таблицы, имеем: 216,8 < 257,6 н/м2. Хотя невязка сравнительно велика, но замена диаметров участков 2-9 или 12'-2' с 1" на 3/4" приводит к превышению потери давления над распола­ гаемым давлением. Поэтому расчет данного кольца считаем законченным.

Легко видеть, что как ближайший стояк к котлу, так и стояк, наиболее удаленный от котла, являются столбовыми двухтрубными. Если в наиболее удаленном стояке диаметры участков обратных труб оказались равными минимальному диаметру (1/2"), то в ближайшем стояке, в котором при тех же расходах воды располагаемое давление больше, теорети­ чески следует принимать еще меньшие диаметры. На осно­ вании этого принимаем без расчета диаметры участков 9 '-Iff,

117

Действующее давление в кольце циркуляции, составной частью которого является данный стояк, составляет:

+ 4(9518 - 9436,4) + 4(9483,1 - 9436,4) = 1443 н/м2.

Давление, которое останется на преодоление сопротивле­ ний между точками 3 и 3', составит:

1443 - (52,9 + 106,8 + 60,0 + 5,1 + 37,5 + 52,9) = = 1443 - 315,2 = 1127,8 н/м2.

В этом выражении цифры в скобках являются сопротив­ лением общих участков кольца, т. е. участков К-1, 1-2, 2-3, К-1', V-2' и 2'-3'.

Последний расчет можно произвести и более простым путем, воспользовавшись графой 14 основной расчетной таб­ лицы (№ 10).

Оттуда имеем:

1443 - (219,7 + 95,5) = 1443 - 315,2 = 1127,8 н/м2

(см. расчетную таблицу кольца циркуляции самого удален­ ного стояка).

Ориентировочное значение сопротивления трения на еди­ ницу длины:

_______ 0,5-1127,8________ = 37,5 н/м2, (3 + 4 + 4 + 4 + 2) — 0,5-4

где 0,5 — строительная высота нагревательного прибора. Согласно номограмме приложения VI величинам /?j = 40 и

О = 184 соответствует диаметр больший 1/2" и меньший 3/4". Задаемся для стояка диаметром 3/4", а для ответвлений JC приборам диаметром 1/2" и составляем расчетные таблицы

15 и 17.

Для остальных участков коэффициенты местных сопротив­ лений принимаем по аналогии и вписываем их в табл. 16.

Подытожив графу 12 табл. 15, имеем потерю давления 4Ю4,4 н/м2 значительно меньшую, чем располагаемое давле­ ние. Поэтому попытаемся изменить диаметры участков 14-15, 16-17 и 17-18 с 3/4" на 1/2".

Тогда получим данные, приведенные в табл. 17.

Как видно из расчета, изменить можно только диаметр трубопровода одного участка, например 16-17. Вносим соот­ ветствующее значение диаметра (cL) и полного сопротивле­ ния в расчетную табл. 10.

118

Т а б л и ц а 15

Т а б л и ц а 17

119>

Имеем потерю давления 1167,4 н/м2, весьма близкую к зна­ чению действующего давления 1127,2 н/м2. Имея в виду эту точность расчета, с небольшим превышением потерь над располагаемым давлением можно не считаться. Поэтому рас­ чет стояка 3-3' считаем законченным.

Р а с ч е т с т о я к а 4-24-4'

Определяем температуры воды на отдельных участках стояка. По аналогии с расчетом предыдущего стояка имеем:

W в о з ­

действующее давление в кольце циркуляции, составной частью которого является стояк, будет равно:

Давление, которое остается на преодоление сопротивле­ ний на участке 4-24-4', составляет (см. расчетную табл. 10):

1404 - (244 + 119,8) = 1404 - 363,8 = 1040,2 н/м2.

Длина труб стояка равна:

3 + 4 + 4 + 4 + 2 = 1 7 м.

Ориентировочное значение сопротивления трения на еди­ ницу длины составит

0,5-1040,2 = 30,6 н/м1.

17

При максимальном расходе воды в стояке, равном 184 кг/час,

120