книги / Отопление и вентиляция. Отопление-1

Пример. Рассчитать трубопроводы насосной водяной двухтрубной системы

Определим располагаемое давление, действующее в системе, для первого расчетного циркуляционного кольца:

Дополнительное давление при горизонтальном протяжении системы до 25 м для трехэтажного здания в кольце через стояк 1 при расстоянии его от главно­ го стояка от 10 до 20 м и высоте нагревательного прибора над котлом до 15 м будет равно

Ар = 2 5 -0 ,4 = 10 кг/м2.

ч

Коэффициент 0,4 введен потому, что система принята насосная. После под­ становки известных величин получим

р = 5• 67 + 3-15,89 + 10 = 392,67 кг/м2.

Располагаемое давление относительно невелико, если предположить, что данную систему отопления намечено присоединить к тепловым сетям города.

Выполним расчет трубопроводов по предельным скоростям теплоносителя, однако с тем условием, чтобы фактические потери давления не превышали 1000—1200 кг/м2. Примем для расчета кольца системы располагаемое давление

р = 1100 + 3-15,89 + Ю = 1157 кг/м2.

Из итоговых данных видно, что фактические потери давления на участках 14—16 на 92,2% меньше располагаемого давлении. Погасить это избыточное давление можно установкой крана двойной регулировки.

Выводы по расчету трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления

циркуляционные кольца, проходящие через нагревательные приборы этажей выше первого, имеют избыточное располагаемое давление, превышающее норму (больше 10%). ,

3. Разница между располагаемым давлением и фактическими потерями в трубопроводах увеличивается одновременно с увеличением расстояния h (расстоя­ ние от центра генератора до середины нагревательного прибора), т. е. в кольце, проходящем через прибор верхнего этажа, эта разница давлений больше, чем в кольце через прибор нижнего.

Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и насосной циркуляцией. Схема такой системы показана на рис. IV.6. Котельная, питающая систему, является вре­ менной.

Рис. IV.6. Схема двухтрубной водяной системы отопления с нижней раз­ водкой, с насосной циркуляцией

Расчет начинают с выбора 1-го расчётного циркуляционного кольца. В данной системе им является кольцо, проходящее через нагревательный прибор № 1 первого этажа и стояк 1. Для этого определяют располагаемое давление, действующее в системе для 1-го расчетного циркуляционного кольца, по формуле

P = P r , 2 l l - \ - f i ( У о — У г ) (здесь Руь^Рм).

h — расстояние от середины генератора тепла; в данном случае до середины нагревательного прибора h = 3 м.

В рассматриваемом примере /Г=95°С; /о = 70°С. Тогда

Yo —Yr=Y70 —Y95= 15,89 кг/м3.

После подстановки этих данных получим

/?=5-51,5 + 3-15,89 = 305,2 кг/м2.

Как видно, располагаемое давление относительно невелико, если учесть, что системы отопления, присоединенные к тепловым сетям ТЭЦ, могут иметь после узла управления, в котором установлен элеватор, располагаемое давление минимум 1000—1200 кг/м2. По­ этому для рассматриваемого примера трубопровод систем отопле­ ния целесообразно рассчитать на давление 1000—1200 кг/м2.

Относительно высокое располагаемое давление для циркуляци­ онного кольца протяженностью 51,5 м позволяет вести расчет тру­ бопровода по предельным скоростям.

Используя данные таблицы предельных скоростей движения теплоносителя и пользуясь таблицами для расчета трубопроводов, назначаем диаметры участков циркуляционного кольца.

Далее заполняют графы 5, 6, 7 и 8 табл. IV.5. В графах 9 и 10 проставляют гидравлические потери на местные сопротивления.

Суммарные гидравлические потери по всему кольцу составят 448,02 кг/м2, что существенно меньше располагаемого давления (1000—1200 кг/м2). Изменяем диаметры на участках 4 и 5 с 15 на 20 мм. Окончательно получим гидравличе­ ские потери равными 900,82 кг/м2. На этом расчет 1-го циркуляционного кольца через прибор первого этажа заканчиваем.

Переходим к расчету трубопроводов циркуляционного кольца через прибор второго этажа стояка 1. Определяем располагаемое давление в этом кольце

р = 2 (Л/ + Z)ь8 4- H (Yo - Yr),

где 2 ( R l + Z ) i,8 — гидравлические потери на участках 1 и 8.

На рис. IV.6. видно, что участки 1, 8, 10, 9, 12 и 11 составляют замкнутый контур. Тогда

располагаемого давления фактическим потерям равно 15,8%. Избыток давления гасим краном двойной регулировки на подводке к прибору № 2 (участок 12).

Далее выполним расчет трубопроводов циркуляционного кольца через при­ бор № 3 третьего этажа. Определяем располагаемое давление для этого кольца

трубной системы водяного отопления с нижней разводкой и с на­ сосной циркуляцией видно, что хотя циркуляционное кольцо через нагревательный прибор верхнего (третьего в примере) этажа длин­ нее протяженности колец через нагревательные приборы 2-го и 1-го этажей, расчет следует начинать с кольца через прибор 1-го этажа. Объясняется это наличием естественного давления (р=АДу) соот­ ветственно в кольцах через приборы верхних этажей.

Из расчета видно также, что этого естественного давления до­ статочно (с избытком) для обеспечения циркуляции в стояке.

При таком способе расчета трубопроводов системы отопления с нижней разводкой можно добиться наилучшего использования рас­ полагаемого естественного давления и повысить гидравлическую устойчивость системы.

Запас давления получился по расчету большой. Однако умень­ шить его изменением диаметра труб не представляется возможным, так как трубы диаметром меньше 15 мм для водяного отопления не применяют. Следовательно, необходима регулировка давления на подводке к радиатору на 3-м этаже.

§ 18. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ОДНОТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Основные типы малых циркуляционных колец схематически изображены на рис. IV.7. На рис. 7, а, е показаны схемы присоеди­ нения прибора (соответственно одно- и двусторонняя) в однотруб­ ных вертикальных системах с осевыми замыкающими участками и регулировочные краны на подводках к каждому прибору.

На рис. IV.7, б, ж изображены схемы присоединения приборов (соответственно одно- и двусторонняя) к однотрубным системам со смещенными участками и регулировочные краны на подводках каждого нагревательного прибора.

дований, выполненных для конкретных значений диаметров труб замыкающих участков и подводок (рис. IV.8, а) или графиками, составленными на основании теоретических подсчетов для различных соотношений гидравлических потерь в трубах малых цирку­ ляционных колец (рис. IV.8, б).

Недостаток этих данных состоит в том, что они не являютсяуниверсальными. Тем не менее они позволяют сделать следующие выводы:

а)

1,0 0,3 0,8 0,1 0,6 О,S 0,4 0,3 о,г 0,1 ir

Коэффициент затекания, а

Рис. IV.8. Определение коэффициента затекания воды а в нагревательные

'приборы:

а— экспериментальные значения коэффициента затекания а в стояках с двусторонним

присоединением нагревательных приборов; б — графики на основании теоретических рас­ четов для определения коэффициентов (по П. Н. Каменеву)

при одностороннем присоединении нагревательных приборов коэффициент затекания меньше, чем при двустороннем (что не рассматривается как положительное явление);

в однотрубных системах со смещенными замыкающими участ­ ками коэффициент затекания больше, чем в однотрубных системах с осевыми замыкающими участками;

для повышения гидравлической устойчивости малых колец целесообразно всемерно снижать долю естественного давления hAy путем повышения гидравлического сопротивления замыкаю­ щего участка:

Расчет малых колец, показанных на рис. IV.7, в, д, з, произво­ дится следующим образом. Гидравлические потери в системе опре-