книги / Отопление и вентиляция. Отопление

Т а б л и ц а 18

Выяснив расходы воды в замыкающих участках G3у при­ боров каждого этажа, можем составить расчетную таблицу для стояка (табл. 19) и перечень местных сопротивлений (табл. 20).

гг-гз -Н -*

Коэффициенты местных сопротивлений для остальных участков принимаем по аналогии.

Легко видеть, что при принятом сквозном диаметре сто­ яка, равном 1/2", потеря давления значительно превышает действующее давление. Принимаем поэтому диаметры участ-

121

ков с расходом воды 184 кг/час, равные 3/4". Тогда получим данные, приведенные в табл. 21.

Т а б л и ц а 21

Изменив диаметр участков 4-21; 22-23; 24-25 и 26-27 и вписав измененные данные в графу 6 и графу 13 предыдущей таблицы, получим итог столбца 13, равный 878,8 < 1040,2. Если оставить без изменения диаметр участка 4-21 с расхо­ дом 184, то произойдет превышение потери давления над дей­ ствующим давлением 1235,8 > 1040,2. Поэтому расчет стояка считаем законченным.

Расчет ответвлений к нагревательным приборам

Данный расчет носит проверочный характер, так как при пользовании эмпирическим уравнением для определения М мы уже задались диаметром ответвлений, но при вычислении коэффициентов а и b были приняты одни комбинации диамет­ ров, а после расчета стояка они изменились.

Сделаем проверку для прибора 1-го этажа.

Действующее давление будет равно, согласно предыду­ щему, сопротивлению замыкающего участка плюс дополни­ тельное давление, возникающее в нагревательном приборе от охлаждения воды. Имеем: 35 + 0,5-0,5 ^ — Т7705) = 35 +

+ 0,25(9624,9 — 9551,8) = 35 + 0,25-73,1 = 5 3 ,& н/м2 (удельные давления воды приняты округленно для 64° и 77°).

Длина участка 27 (прибор 28) равна 2 м. Сумма коэффи­ циентов местных сопротивлений составит: два тройника на ответвление 1,5-2 = 3, кран двойной регулировки-4, нагрева­ тельный прибор-2 идее утки 1,5*2 = 3; итого ЕС = 12.

При расходе воды 49,2 кг/час имеем:

Rjl + Z = 8,2*2 + 12*2,8 = 16,4 + 33,6 = 50,0 » 52.

Проверка показала достаточно хорошую увязку. Приведенный пример расчета нескольких стояков дает

ясное представление как о принципиальной сущности расчета, так и о его ходе. Однако данный пример является условным, поскольку все трубы были приняты идеально теплоизолиро­ ванными. Между тем на практике изоляцией снабжаются только главный подающий стояк и трубы, прокладываемые по чердаку (а иногда и по подвалу).

122

Рассмотрим теперь рассчитанную нами систему в том слу­ чае, если верхняя разводящая магистраль будет проложена под потолком верхнего этажа и все трубопроводы будут не­ изолированными. Так как диаметры труб известны, можно определить истинное действующее давление, если учесть охлаждение труб.

Расчет охлаждения труб производится по формуле (31) и таблице приложения V.

Считая конечную температуру рассчитываемого участка равной начальной температуре участка, следующего по те­ чению воды, можно повторить расчет для следующего участка

4,19 419 '

Приведенный расчет в отношении всех обратных труб не совсем точен, так как температура воды, примешивающаяся к охлажденной в приборе воды из других участков, прини­ малась равной температуре воды в точках 8' 4 3 ' и т. д.

Далее определяем действующее давление с учетом ох­ лаждения воды в трубопроводах. Для этого выпишем снача­ ла средние температуры tcv и удельные давления воды и» отдельных участках в табл. 23.

123

Действующее давление воды будет равно:

Как видно из расчета, действующее давление воды с уче­ том ее охлаждения в 2468 : 467 « 5 раз больше принятого нами в расчет. Если же главный стояк будет снабжен тепло­ изоляцией, действующее давление возрастет еще больше. Очевидно, на целом ряде участков диаметры труб можно уменьшить. Однако при уменьшении диаметров уменьшится и охлаждение труб, а следовательно, и действующее давле­ ние.

Можно было бы путем ряда последовательных проб уста­ новить, при каких значениях диаметров труб действующее давление с учетом охлаждения труб будет равно или немного больше сопротивления рассчитываемых колец циркуляции. Однако на такой метод расчета не требуется много времени и труда. Кроме того, необходимо иметь в виду, что не все местные сопротивления можно достаточно точно учесть изза некоторых отступлений от проекта и сравнительно грубой оценки отдельными коэффициентами местных сопротивлений действительных потерь давления в фасонных частях и арма­ туре.

Поэтому, чтобы иметь гарантию надежности работы си­ стемы отопления, действующее давление принимают с не­ которым -запасом. Расчетное действующее давление Р р счи­ тается состоящим из двух частей: давления Рп , создаваемо­ го охлаждением воды в нагревательных приборах, и давле­ ния Рт , создаваемого охлаждением воды в трубопроводах:

Р Р= Р П+ Р Т.

Методы определения величины Р„ были изложены ранее. Значение же величины Ртберется в зависимости от общей горизонтальной протяженности системы, этажности здания и

124

удаления рассчитываемого стояка от главного подъемного стояка по таблице приложения IX.

Для рассматриваемого примера имеем: Горизонтальная протяженность системы:

к котлу, с наиболее удаленными. Руководствуясь этим соображением, попробуем изменить диаметры некоторых

По расчету, выполненному ранее, сопротивление состав­ ляло:

60,0 + 5,1 + 37,5 = 102,6 н/м2.

Таким образом, при измененных диаметрах потеря давле­ ния составит:

463,1 + (4 1 1 ,0 - 102,6) = 771,5 н/м2.

Невязка по сравнению с действующим давлением равна:

100 = 5,5%.

Такой же перерасчет следует сделать и для всех осталь­ ных колец циркуляции. Однако при этом необходимо руко­ водствоваться следующими соображениями: при однотрубной системе табличные величины Ртследует уменьшать вдвое, поскольку давление, образующееся от охлаждения труб,

126

частично уже учтено при расчете стояка, а при двухтрубной системе с нижней разводкой величину Рт следует принимать равной 0. Дело в том, что если охлаждение воды в трубах, по которым поток охлажденной воды опускается вниз, уве­ личивает разность давлений, то охлаждение воды в стояках, по которым горячая вода поднимается вверх, уменьшает разность давлений. В итоге охлаждение сравнительно мало сказывается на изменении действующего давления.

В заключение рассмотрим вопрос о сочетании расчета нагревательных приборов с расчетом сети трубопроводов.

, Как видно из проделанных расчетов, у самого удаленного и низко расположенного прибора температура горячей и охлажденной воды составляет 67,49° и 42,49° вместо 95° и 70°, т. е. приближенно теплоотдача его будет меньше стан­ дартной на

67,49 + 42,49

2

/ 95 + 70

V 2

Правда, следует учесть, что при перерасчете диаметров труб температура в приборе несколько повысится и процент уменьшения теплоотдачи снизится.

Сравним полученные результаты с методом расчета, опи­ санным ранее [см. формулу (17)].

Имеем для 1-го этажа 4-этажного здания при двухтрубном стояке искусственной циркуляции поправочный коэффициент

охлаждения воды в нагревательных приборах может ока­ заться на одном уровне или даже ниже центра охлаждения воды в котле. На первый взгляд, естественная циркуляция воды в этом случае не может происходить, так. как дей­ ствующее давление будет или равно нулю или будет отри­ цательным. Однако если радиус действия системы сравни­ тельно невелик (не более 10—15 м), она может работать за счет охлаждения воды в трубах.

Действительно (рис. 45), если снабдить подъемный стояк хорошей теплоизоляцией с таким расчетом, чтобы темпера­

126

тура воды в нем практически ощутимо не изменялась, то при значительном охлаждении воды в верхнем лежаке дав­

систем часто устанавливают не под окнами, а у внутренних стен. Пример такого расположения приведен на рис. 46 (план и аксонометрия системы). Обычно котел располагается на кухне, а расширительный сосуд во избежание сырости от испарения воды делают в виде закрытого цилиндра, к кото­ рому присоединена трубка, обеспечивающая соединение его

Рис. 46

127

с атмосферой. Наличие дверей приводит часто к необходи­ мости прокладывать обратные трубопроводы не над полом, а под ним, для чего под чистым полом нужно предусмотреть канал глубиной 100—150 мм. Обычная схема трассировки этажной системы показана на рис. 47, а.

С точки зрения простоты монтажа очень удобна про­ кладка обратных труб под потолком. На рис. 47, б изобра­ жена подобная прокладка, причем каждая пара нагреватель-

Рис. 47

ных приборов присоединена к сети последовательно. После­ довательное присоединение приборов в системе отопления! квартиры, занимаемой одной семьей, вполне допустимо, так как в таких случаях недоразумений из-за регулировки тепло­ отдачи приборов обычно не возникает.

Последовательное охлаждение воды как в трубопроводах, так и в нагревательных приборах вызывает увеличение дей­ ствующего давления по сравнению с параллельным присое­ динением и поэтому оно выгодно. Однако при прокладке обратных труб у потолка требуется отводить воздух от всех вышележащих точек обратных труб и нет гарантии надежной работы системы.

На рис. 47, б показаны различные схемы включения при­ бора, ближайшего к котлу и наиболее удаленного. В то время как прикрывать кран на ближайшем приборе недопу­ стимо, поскольку это отражается на прохождении воды по всему кольцу циркуляции, прикрытие или даже полное за­ крывание крана на удаленном приборе не нарушает работы кольца циркуляции. Действительно, после закрывания крана дальний прибор окажется присоединенным к сети по схеме «снизу вверх* и будет нагрет по всей своей высоте. В случае открытия крана прибор окажется присоединенным по схеме «сверху вверх*. Горячая вода будет транзитом проходить по верхней части прибора, а охладившаяся вода, как более плотная, заполнит весь прибор, что сильно уменьшит его

128

теплоотдачу. Таким образом, краном при приборе можно свободно пользоваться, но, в отличие от обычного случая, небольшое прикрытие крана будет увеличивать теплоотдачу прибора, а открытие — уменьшать.

Имея в виду, что при квартирном отоплении специального персонала, обслуживающего котел, нет, на обслуживание котлов времени должно уходить как можно меньше. Наибо­ лее целесообразны в современных условиях чугунные котлы ВННИСТО-Мч или газовые нагреватели АГВ-80. Возможно также нагревать воду в змеевике, заложенном в кухонную плиту.

При определении поверхности нагрева приборов этажных систем отопления учитывают, в целях экономии, полезную теплоотдачу трубопроводов. Принято считать, что при откры­ той прокладке труб на температуру воздуха в пределах

ления стояков плюс 20% тепловыделения труб, расположен­ ных под потолком помещения. По СН-7-57 тепло, выделяемое

задавшись на основании тех или иных соображений 'диамет­ рами труб и расходами воды, подсчитывают сопротивления отдельных колец циркуляции и определяют действующее в них давление с учетом охлаждения труб. При наличии хорошего совпадения между сопротивлением и действующим давлением во всех кольцах циркуляции расчет считается законченным. В противном случае изменяют диаметры трубо­ проводов до получения хорошей увязки.

Для обычной системы с параллельно включенными при­ борами и обратной трубой, проходящей под приборами,

где h — разность отметок между верхней разводящей трубой и центром нагрева воды, который принимается на уровне 150 мм выше колосниковой решетки котла.

Расчетный период температур для определения расходов воды принимают обычно равным не 95—70, а 90—70, т. е. расход воды несколько преувеличивают (для запаса).

Стояк над котлом считаем изолированным; к. п. д. изоля­ ции принимаем 0,8. Расчет производим, как для обычной системы отопления.

Рассмотрим пример расчета колец циркуляции системы отопления, изображенной на рис. 47, а.

Расчет следует начинать с циркуляционного кольца при­ бора наиболее близко расположенного к котлу, так как для этого прибора действующий напор — наименьший.

По формуле (52) определяем скорость воды в трубопро­ водах:

w — 0,025•У з'= 0,043 м[сек.

Расход воды определяем, исходя из перепада температур 20°, записывая все данные в первые 4 графы расчетной табл. 25. Далее, ориентируясь на вычисленную скорость и пользуясь графиком приложения VI, намечаем диаметры труб отдельных участков, записывая их в графу d. Далее за­ полняем графы /?j и Hw, а затем проводим расчет, анало­ гично расчету обычных систем, заполняя графы ЕС; RJ; Z;

W+ Z).

Втабл. 25 для бблыпей компактности объединены записи

всех данных, относящихся к определению потерь давления и всех данных, относящихся к определению температур воды, которые для расчета этажной системы отопления являются обязательными. Температуры в отдельных точках целесо­ образнее определять в несколько иной последовательности, чем потери давления. Задаваясь начальной температурой

в котором записаны в таблице отдельные расчетные участки). Для определения величины перепада температуры воды Дt на каждом участке используем формулу (31). Для участка

В дальнейших расчетах возникает затруднение при опре­ делении температуры в конце участка 7-8. Дело в том, что нагревательный прибор не будет отдавать расчетное коли­ чество тепла 3140 кдж/яас, так как часть теплопотери поме­ щения компенсируется теплоотдачей труб. Действительно, как .это было указано ранее, 20% теплоотдачи трубы участка 1-2, 50% теплоотдачи участков 2-7 и 5-8 и 100% теплоотдачи участка 5-6 вызовут повышение температуры рабочей зоны

помещения.

Однако температуры воды на участках 5-8 и 5-6 неизвест­ ны и не могут быть определены, пока не будет определена температура в конце участка 7-8. Поэтому приходится учи­ тывать тепловую отдачу 1 пог. м участка 5-6, приблизи­

130