2. Проектирование системы отопления здания

2.1. Выбор системы отопления и параметров теплоносителя

В качестве источника теплоснабжения используются тепловые сети централизованного теплоснабжения с температурой воды в подающем трубопроводе – 150 °С, обратном – 70 °С,подключение системы отопления к тепловой сети через гидроэлеватор,система побуждения за счет перепада давления в теплосети равном 0,24Мпа.

Подключение системы отопления к тепловым сетям осуществлено по зависимой схеме теплоснабжения через гидроэлеватор.

2.2. Конструирование системы водяного отопления здания

В здании принята однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой с параметрами теплоносителя t_г = 105 °С, t_о = 70 °С. Тепловой узел с гидроэлеватором размещен в подвале здания, подающие и циркуляционные магистрали проложены в подвале вдоль продольных наружных стен с уклоном 0,003 в сторону ввода.

Стояки проложены открыто, в том числе в углах здания. Нагревательные приборы присоединены к восходящим и нисходящим ветвям стояков. В узлах присоединения нагревательных приборов к стоякам предусмотрены смещенные замыкающие участки и краны двойной регулировки типа КРДШ.

В качестве нагревательных приборов использованы чугунные секционные радиаторы МС-140-108. На разветвлениях трубопроводов в качестве запорной арматуры предусмотрены пробковые краны. Для опорожнения стояков в их нижней части предусмотрены тройники с заглушками, для удаления воздуха из системы на приборах верхнего этажа установлены краны Маевского.

Лестничная клетка оборудована самостоятельным стояком с одним нагревательным прибором, присоединенным по проточной схеме. В соответствии с заданным источником теплоснабжения для снижения температуры теплоносителя предусматривается установка гидроэлеватора. Трассировка трубопроводов в подвале и их аксонометрическая схема показаны на рис. 2.2 и 2.3. Для определения циркуляционного давления по формуле

определяется коэффициент смешения U в элеваторе:

.

2.3. Гидравлический расчет системы отопления

По формуле ΔР_нас = определяется циркуляционное давление кольца рассчитываемой системы

=16400Па

Расчет выполняется для кольца, проходящего через стояк 4, так как это самое большое кольцо. Для определения естественного циркуляционного давления в этом кольце по формуле

^t_i ^{= t}_г ^– вычисляются температуры трубопровода на характерных промежуточных участках. При этом считается, что остывание воды происходит только в нагревательных приборах, и падение температуры в стояке 35 °С

Определяются температуры воды на последовательных участках стояка ст. 4

t₁ = 105 – 1650×35 / 6100 = 95,5 °С.

t₂ = 95,5 – 1700×35 / 6100 = 85,8 °С.

t₃ = 85,8 – 1400×35 / 6100 = 77,7 °С.

По прил. 5 определены соответствующие плотности воды: _г = 954,68 кг/м³; _о = 977,81 кг/м³; ₁ = 961,78кг/м³; ₂ = 968,429кг/м³; ₃ = 973,274кг/м³.

Положение центра теплового узла назначено на 0,5 м выше пола подвала, т. е. расстояние от центра теплового узла до центра прибора 1-го этажа 2,35 м. По формуле

ΔР_{е, пр} = g h_пр (ρ₀ – ρ_г) + g h₁(ρ₃ – ρ₁)

определяется давление от остывания воды в приборах

Р_{е. пр} = 9,81 ∙ 2,35(977,81 – 954,68) + 9,81 · 2,8(973,274 – 961,8) = 848,4 Па.

В связи с тем, что рассчитывается схема отопления с нижней разводкой, давление от остывания воды в трубах не учитывается.

По формуле

ΔР_р = ΔР_нас + Е ΔР_е

определяется циркуляционное давление в расчетном кольце

Р_р =16400+ 1 ∙ 848,4 = 17248,4 Па.

Выполнена расчетная аксонометрическая схема большого циркуляционного кольца, установлены расчетные участки. Расчетный стояк (восходящая и нисходящая ветви) рассматривается как один участок. Дальнейшие расчеты выполнены в табличной форме (табл. 2.1).

Для иллюстрации приводится последовательность расчётов для участка 1–2:

По прил. 6 назначены коэффициенты условий работы приборов ₁ = 1,04, ₂ = 1,02.

Определяется Q_уч по формуле

Q_уч = ΣQ₁ β₁ β₂

Q_уч = 41620 ∙ 1,02 ∙ 1,04 = 44150 Вт.

Определяется G по формуле

G = 3,6 ; G = 3,6 = 1082 кг/ч.

Для назначения диаметров определяется среднее значение удельных потерь давления по формуле

R_ср = 0,65 ; Па/м.

По определённым значениям R_ср и G_уч по номограмме выбирается диаметр участка d = 25 мм, определяются параметры: R = 180 Па/м; V = 0,5 м/с и P_v = 122,6 Па.

Определяются потери давления по длине на этом участке

R L = 180 ∙ 2 = 360 Па.

Определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений по табл.

  = 4.

Определяются потери давления в местных сопротивлениях на участке по формуле Z = Σξ P_v

^Па.

Определяются общие потери давления на участке

R ∙ L + Z = 360 + 490,4 = 850,4 Па.

Все данные сводятся в табл. 2.1.

В итоге потери напора в большом кольце составляют 10508 Па, что не превышает расчетного циркуляционного давления Р_р = 17248,4 Па, запас давления составляет . Таким образом, работоспособность расчетного кольца системы отопления при назначенных диаметрах в заданных условиях обеспечена.