ПРИКЛАД 1. Гідравлічний розрахунок двотрубної системи водяного опалення з верхньою розводкою

У прикладі розглянемо двотрубну вертикальну систему опалення з верхньою розводкою подаючої магістралі з централізованим теплопостачанням від теплових мереж при незалежній схемі приєднання системи опалення до них.

Задані наступні параметри теплових мереж і системи опалення: і ; і . Теплові навантаження приміщень і будівлі приймаємо зі зведеної таблиці теплового балансу приміщень. Для нашого прикладу . Конструкція системи опалення виконана із сталевих трубопроводів, опалювальні прилади - радіатори чавунні. Виробником запірно-регулюючої арматури є фірма «ГЕРЦ».

Розрахунок ведемо по оптимальній швидкості руху теплоносія, що задається (I підхід).

Трубопроводи системи опалення, розташовані в не опалювальному приміщенні і прокладаються відкрито, необхідно врахувати додаткові втрати теплоти від них, які повинні бути не більше 7 % від загальних тепловтрат. Тому застосовують непрямий спосіб обліку даного чинника шляхом визначення падіння температури в подаючому магістральному трубопроводі.

Визначимо розрахункову потужність системи опалення по виразу:

Потім на планах і перетинах поверхів, підвалу і горища (рис. 2...4) вказуємо в умовних позначеннях опалювальні прилади, стояки, магістральні теплопроводи, трубопроводи вводу теплових мереж в тепловий пункт і трубопроводи вводу системи опалення в тепловий пункт (схема теплового пункту зображена на рис. 7).

Рис.2. План типового поверху з вказівкою опалювальних приладів і стояків системи опалення

Рис. 3. План горища з вказівкою стояків, подаючої магістралі системи опалення, повітрозбірників

Рис. 4. План підвалу з вказівкою стояків, зворотної магістралі системи опалення, введення теплових мереж, місцеположення теплового пункту

На підставі вказаних вище креслень виконуємо аксонометричну схему системи опалення (рис. 6) і розробляємо вузли (рис. 5). На схемі системи опалення розподіляємо теплові навантаження приміщень по опалювальним приладам у вигляді навантаження опалювального приладу, підсумовуємо по стояках і вказуємо на схемі.

Рис. 5. Схеми вузлів «А», «Б», «В» вертикальної двотрубної системи водяного опалення (до рис. 6)

1 – вентиль запірний прохідний ШТРЕМАКС-AG зі зливним краном; 2 – клапан термостатичний прохідний регулюючий Герц-TS-90; 3 – клапан балансувальний Герц-RL-5; 4 – головка регулююча термостатична прямої дії; 5 – кран шаровий зі зливним краном.

Рис. 6. Аксонометрична схема вертикальної двотрубної системи водяного опалення з тупиковим рухом води в магістралях з вказівкою нумерації ділянок головного циркуляційного кільця через опалювальний прилад 1 поверху, а також циркуляційних кілець через прилад 2 і прилад 3 поверхів

Рис.7. Схема трубопроводів теплового пункту

1 - електронний блок лічильника комерційного обліку теплоти; 2 - електронний «стежачий» регулятор температури; 3 - регулюючий клапан з сервомотором; 4 - регулятор перепаду тиску; 5 -ультразвуковий витратомір лічильника комерційного обліку теплоти; 6 - клапан автоматичного підживлення системи опалення водою теплових мереж; 7 - витратомір підживлюючої води; 8 - мембранний розширювальний бак; 9 - фільтр сітчастий осадковий; 10 - клапан запобіжний; 11 - кран кульовий; 12 - клапан зворотний; 13 – манометр; 14 - термометр

При визначенні розташованного тиску на паралельних кільцях слід враховувати додатковий тиск від охолоджування води в приладах і трубопроводах по формулі (1.3). Для циркуляційних кілець через прилади 1-го поверху значення можна не враховувати, приймаючи його в запас на непередбачені втрати тиску.

Визначаємо основне розрахункове циркуляційне кільце - через найбільш навантажений з віддаленних стояків найбільш навантаженої гілки системи, тобто через стояк №5. Розбиваємо головне циркуляційне кільце на розрахункові послідовні ділянки, нумеруємо їх і вказуємо на схемі. Визначаємо їх довжини і теплові навантаження . Розрахунок теплових навантажень враховуємо при відкритій прокладці теплопроводів ділянок по виразу

починаючи від Ст. 5 і підсумовуючи з наростаючим підсумком у бік теплового пункту. Наприклад, для ділянок №8, 11

Витрати води визначимо по виразу

і заносимо в графу 3 таблиці 2. Діаметри ділянок підбираємо, задаючись оптимальною швидкістю руху теплоносія не більше 0,4…0,5 за допомогою додатку А. На підставі прийнятих діаметрів заповнюємо графи 5, 6 і 7 з таблиці 2.

Значення загальних втрат на тертя по всій довжині ділянки (графа 8) отримуємо, помножуючи довжину ділянки (графа 4) на фактичні втрати цієї ж ділянки (графа 7).

Коефіцієнти місцевих опорів (графа 9) окремих ділянок визначаємо по додатку Б і заносимо в таблицю 3.

Значення динамічного тиску (графа 10) визначаємо залежно від швидкості руху теплоносія по додатку В.

Втрати тиску в місцевих опорах (графа 11) визначаємо, помножуючи суму коефіцієнтів місцевих опорів (графа 9) на динамічний тиск (графа 10).

Далі розраховуємо циркуляційне кільце через прилад 2-го поверху Ст.5. Для основної частини ділянок цього кільця, які є загальними з головним кільцем, вже були визначені діаметри труб і втрати тиску в них. Необхідно визначити втрати і гідравлічні характеристики тільки ланцюга з ділянок 10 і 11, для якої розташованний тиск буде дорівнювати втратам в паралельній ділянці 8 і 9 з урахуванням додаткового впливу . Тоді, з врахуванням (1.9), наявний циркуляційний тиск для ланцюга ділянок 10 і 11 дорівнює:

де

Наявний циркуляційний тиск для ланцюга ділянок 12 і 13 дорівнює:

де

Результати гідравлічного розрахунку зводимо в таблицю 2.

Таблиця 2

Звідна таблиця гідравлічного розрахунку 2-х трубної системи опалення

№ стояків і ділянок
Головне циркуляційне кільце через прилад 1-го поверху Ст.5
			13,3		0,28			2,5	38,25
			5,4		0,24			2,0	28,44
			2,2		0,2			1,5	19,61
			0,8		0,28			1,5	38,25
			5,5		0,3			3,5	44,13
			0,9		0,3			4,5	44,13
			3,3		0,2			2,0	19,61
			3,3		0,12			1,5	7,06
			1,4		0,05			2,6	1,23
Задаємося = Загальний опір ділянки 8 і 9 дорівнює
			0,7		0,3			5,5	44,13
			5,5		0,3			2,0	44,13
			0,8		0,28			2,0	38,25
			2,2		0,2			2,5	19,61
			8,4		0,24			2,5	28,44
			1,3		0,28			0,5	38,25

Продовження таблиці 2

ТП			-		0,28		-		38,25
Загальний опір в головному циркуляційному кільці
Циркуляційне кільце через прилад 2-го поверху Ст.5
			1,4		0,03	3,5		2,6	0,45
			3,3		0,19			3,0	17,75
Втрати тиску в трубопроводах Необхідне значення 6355-224=
Циркуляційне кільце через прилад 3-го поверху Ст.5
			1,4		0,035			2,6	0,625
			3,3		0,12			3,0	7,06
Втрати тиску в трубопроводах Необхідне значення
Розрахунок півкільця через прилад 1-го поверху Ст.9
			3,5		0,25			1,5	30,44
			4,0		0,29			3,5	41,19
			0,9		0,29			4,5	41,19
			3,3		0,17			2,6	14,22
			3,3		0,11			2,0	5,98

Продовження таблиці 2

			1,4		0,05			2,6	1,23
Задаємося = Загальний опір ділянки 24 і 25 рівно
			0,7		0,29			5,5	41,19
			4,0		0,29			2,0	41,19
			3,5		0,25			2,5	30,44
Загальний опір півкільця
Циркуляційне кільце через прилад 2-го поверху Ст.9
			1,4		0,05			1,5	1,23
			3,3		0,09	10,2		2,6	4,02
Втрати тиску в трубопроводах Необхідне значення 6356-53=
Циркуляційне кільце через прилад 3-го поверху Ст.9
			1,4		0,05			3,0	1,23
			3,3		0,095	10,6		3,0	4,46
Втрати тиску в трубопроводах Необхідне значення

Таблиця 3

Коєфіцієнті місцевих опорів на ділянках

№ ділянки		Місцеві опори	Коєфіцієнті місцевих опорів
		2 відводи Трійник на відгалуженні потоку
		Трійник на відгалуженні потоку Раптове звуження
		Трійник прохідний Раптове звуження
		Трійник прохідний Раптове звуження
		Проточний повітрозбірник Відвод Раптове звуження
		Відвод Хрестовина прохідна Шаровий кран
		Радіатор чавунний Відступ
		Хрестовина прохідна	2,0
		Радіатор чавунний Відступ
		Трійник на відгалуженні потоку	1,5
		Радіатор чавунний Відступ
		Трійник на протитечі	3,0
		Хрестовина поворотна	3,0
		Хрестовина поворотна Відвід Кран шаровий
		Трійник прохідний Раптове розширення
		Трійник прохідний Раптове розширення
		Трійник на відгалуженні потоку Раптове розширення
		Трійник на відгалуженні потоку Раптове розширення
		Відвід	0,5

Продовження таблиці 3

ТП		6 засувок 4 відводи
		Трійник прохідний Раптове звуження
		Проточний повітрозбірник Відвід Раптове звуження
		Відвід Хрестовина прохідна Шаровий кран
		Радіатор чавунний Відступ
		Хрестовина прохідна	2,0
		Радіатор чавунний Відступ
		Трійник на відгалуженні потоку	1,5
		Радіатор чавунний Відступ
		Трійник на протитечії	3,0
		Хрестовина поворотна	3,0
		Хрестовина поворотна Відвід Кран шаровий
		Трійник прохідний Раптове розширення
		Трійник на відгалуженні потоку Раптове розширення

Виконаємо перевірку правильності підбору діаметрів трубопроводу

- умова виконується.

Виконаємо підбір клапанів 2 і 3 (рис. 5) опалювальних приладів. За клапан 2 приймемо термостатичний клапан типу Герц-TS-90 і його опір визначаємо по номограмі, аналогічній схемі на рис.1а (додаток Г). Необхідний опір балансувального клапана 3 - Герц-RL-5 визначаємо по виразу:

Необхідне значення пропускної спроможності балансувального клапана 3 визначаємо по формулі (1.13), а також за допомогою номограми (додаток Д), аналогічна схема якої показана на рис. 1б, для визначення гідравлічної настройки клапана.

Результати зводимо в таблицю 4.

Таблиця 4

Поиск по сайту: