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 теплообменник с параметрами теплоносителя 85-60 ⁰С, система побуждения с насосной циркуляцией, перепад давления в теплосети 0,08Мпа. Подключение систем отопления к тепловым сетям осуществлено по зависимой схеме теплоснабжения.

2.2. Конструирование системы водяного отопления здания

В здании принята однотрубная система водяного отопления с верхней разводкой с параметрами теплоносителя t_г = 85 ⁰С, t_о =60 ⁰С. Тепловой узел размещен в подвале здания, подающие магистрали, проложены на чердаке вдоль продольных наружных стен с уклоном 0,003 в сторону ввода обратные магистрали проложены в подвале..

Стояки проложены, открыто, в том числе в углах здания. Нагревательные приборы присоединены к стоякам на каждом этаже по одному или по два.

В качестве нагревательных приборов использованы стальные радиаторы РСВ 1-2 и 2РСВ 1-2. На разветвлениях трубопроводов в качестве запорной арматуры предусмотрены задвижки. Для опорожнения стояков в их нижней части предусмотрены тройники с заглушками, для удаления воздуха из системы на приборах верхнего этажа установлены воздухоотводчики.

Лестничная клетка оборудована самостоятельным стояком с одним нагревательным прибором, присоединенным по проточной схеме.

2.3. Гидравлический расчет системы отопления

Расчет заключается в подборе диаметров трубопроводов системы отопления таким образом, чтобы при расчетных расходах теплоносителя потери давления в расчетном кольце были не более расчетного циркуляционного давления Р_р.

Расчетное циркуляционное давление для рассчитываемого кольца при насосной циркуляции определяется по формуле:

Р_р= Р_нас+Е Р_е,

где Р_нас- циркуляционное давление, создаваемое насосом, Па, принимается Р_нас=11кПа; Е- доля естественного давления, для однотрубных систем принимается Е=1; Р_е- естественное давление вызванное охлаждением воды в системе и определяется по формуле:

Р_е= Р_е,пр+ Р_{е, тр},

где Р_{е, тр}- давление возникающее за счет остывания воды в трубах, в системах с верхней разводкой Р_{е, тр}= 150 Па; Р_{е, пр}- давление возникающее за счет остывания воды в приборах, для однотрубных систем водяного отопления при верхней разводке:

Р_{е, пр}= gh_пр(ρ_о-ρ_г)+ gh₁(ρ₁-ρ_г)+ gh₂(ρ₂-ρ_г),

Где h_пр – вертикальное расстояние от центра генератора тепла до центра на­­гревательного прибора первого эта­жа, м; h₁, h₂ и т. д. – вертикальное рас­­стояние от центра нагрева­тель­ных приборов одного этажа до центра приборов следующего этажа, м; _г ,₁, ₂, _о – плотности воды, поступающей в сис­тему, смеси воды на соот­ветствующем участке и ох­лаж­ден­ной воды, кг/м³.

Плотности воды опреде­ля­ются в зависимости от ее температуры по справочным данным или по прил. 5 [1]. Температуру воды на участках стояка одно­трубной системы водяного отопления определяют по формуле:

^t_i ^{= t}_г ^–

где t_г – температура горячей воды, подаваемой в систему отопления, °С; Q_i – суммарная тепловая нагрузка приборов на стояке, расположенных выше (ранее) рассматриваемого участка по течению воды, Вт; t_ст – перепад температур теплоносителя на стояке, равный разности (t_г–t_о), °С; Q_ст – тепловая нагрузка стояка, Вт.

Определяются температуры воды на последовательных участках стояка ст. 4

t₁ = 85 – 3400×25 / 8900 = 75,5 °С.

t₂ = 85 – 5900×25 / 8900 = 68,4 °С.

По прил. 5 [1] определены соответствующие плотности воды: _г = 968,6 кг/м³;

_о = 983,2 кг/м³; ₁ = 974,8 /м³; ₂ = 978,9 кг/м³.

Положение центра водонагревателя назначено на 0,5 м выше пола подвала, т. е. расстояние от центра водонагревателя до центра прибора 1-го этажа 2,5 м. По формуле определяется давление от остывания воды в приборах:

Р_{е, пр}= gh_пр(ρ_о-ρ_г)+ gh₁(ρ₁-ρ_г)+ gh₂(ρ₂-ρ_г),

Р_{е. пр} = 9,81* 2,5(983,2– 968,6) + 9,81 * 2,8(978,9– 968,6)+9,81*2,8(974,8-968,6) = 811,3 Па.

ΔР_е = ΔР_{е пр.} + ΔР_{е тр.}

Р_е = 811,3 + 150 = 961,3 Па.

Расчетное циркуляционное давление в кольце равно:

Р_р= 11000+1*961,3=11961,3

Определяется среднее значение удельных потерь давления по формуле:

R_ср = 0,65

R_ср = 0,65*11961,3/80,7=96,34 Па/м²

По прил. 6 [1] назначены коэффициенты условий работы приборов ₁ = 1,04,

₂ = 1,01.

Расчетные потоки (Q_уч) теплоты для участков системы определяются по формуле:

Q_уч = ΣQ₁ β₁ β₂

где ΣQ₁ – сумма тепловых нагрузок нагревательных приборов, к которым подводится теплоноситель по данному участку;β₁ и β₂ – коэффициенты условий работы прибора (прил. 6 [1]).

Расходы воды (G_уч) на участках расчетного циркуляционного кольца определяются по формуле:

G_уч = 3,6 ;

По определённым значениям R_ср и G_уч по номограмме прил.10 [1] подбираются диаметр трубы на участке d; потери давления R; скорость движения воды V; динамическое давление P_v.

После выполнения расчета проверяется условие:

Σ(Rl + Z) < ΔP_p,

где l – длины участков, м; Rl – потери давления по длине участков; Z – потери давления в местных сопротивлениях на участках, Па; Rl + Z – суммарные потери давления на участках;

Потери давления в местных сопротивлениях определяются:

Z = Σξ P_v,

где Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке

Все данные сводятся в табл. 2.1.