Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

5.Определяем потери давления на трение, перемножая значения графы 4 на значения графы 6 (Rl), (табл. 1.10, графа 9).

6.Зная значения (табл. 1.10, графа 8) и скорости движения воды v (табл. 1.10, графа 7) по прил. 3 определяем потери давлениянаместныесопротивления(табл.1.10,графа10).

7.Складывая потери давления на трение (табл. 1.10, графа

9)и потери давления на местные сопротивления (табл. 1.10, графа 10), получаем полные потери давления на каждом участке циркуляционного кольца (табл. 1.10, графа11).

8.Выбираем сначала второстепенное циркуляционное кольцо через ближний к тепловому пункту стояк 1 (см. рис. 1.6) и отопительный прибор на первом этаже.

9.Расчет малого кольца занесен в табл. 1.10.

10.Складываем полные потери на участках 3–11:

(Rl+Z)3–11= 3661 Па.

41

11. Выполняем проверку гидравлической увязки между главным и второстепенным циркуляционным кольцом, используя формулу (1.16):

Rl Z 3 11 RL Z 18 25 100% А ≤ 15 %;

Rl Z 3 11

А 3661 3396100% 7,2<15 %. 3661

12. Выбираем далее второстепенное циркуляционное кольцо через дальний от теплового пункта стояк 11 (см. рис. 1.6) и отопительный прибор на первом этаже.

13.Расчет малого кольца занесен в табл. 1.10.

14.Складываем полные потери на участках 26–31:

(Rl+Z)9–15= 3319 Па.

15. Выполняем проверку гидравлической увязки между главным и второстепенным циркуляционным кольцом, используя формулу (1.16):

42

43

Окончание табл. 1.10

При гидравлическом расчете вертикальной двухтрубной системы отопления после расчета основного и второстепенных циркуляционных колец через отопительные приборы на нижнем этаже дополнительно рассчитывают стояки. Расчет стояков двухтрубной системы сводится к выбору диаметра труб с увязкой потерь давления на параллельно соединенных участках, т. к. общие участки циркуляционных колец уже рассчитаны.

44

1.2.1.3. Гидравлический расчет по характеристикам сопротивления и проводимостям

Однотрубные системы отопления могут оснащаться радиаторными терморегуляторами с проходными регулирующими клапанами пониженного гидравлического сопротивления обычного исполнения RTD–G при наличии в узле обвязки отопительного прибора байпаса (замыкающего участка) между трубными подводками [11, 21]. Характеристики клапанов RTD–G представлены в табл. 1.11.

Вцелях отключения и демонтажа отдельного отопительного прибора на его обратной подводке рекомендуется устанавливать полнопроходной шаровой кран.

На стояках однотрубных систем отопления должны предусматриваться автоматические регуляторы постоянства расхода типа AB–QM. Регуляторы AB–QM могут устанавливаться как на обратной, так и на подающей части однотрубного стояка или ветви, выполняя одновременно функцию запорной арматуры. Клапан AB–QM – регулирующий клапан со встроенным регулятором перепада давлений. Регулятор перепада давлений поддерживает постоянный перепад давлений на регулирующем клапане вне зависимости от изменения параметров в системе. Технические характеристики клапана AB–QM представлены в таблице 1.12.

Воднотрубных системах отопления балансировочные клапаны принимаются к установке по диаметру стояка. Для клапанов типа AB–QM следует проверять, чтобы расчетный расход теплоносителя через стояки, на которых они устанавливаются, лежал в диапазонах, указанных в табл. 1.12.

45

Таблица 1.12

Технические характеристики клапана AB–QM

Гидравлический расчет трубопроводной системы отопления может производиться с использованием характеристик гидравлического сопротивления отдельных ее элементов (S · 104). Эта величина соответствует потере давления (Па) при расходе воды через элемент сети, равном 100 кг/ч.

При фактическом расчетном расходе воды потеря давления в элементе трубопроводной сети с заданной характеристикой гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле

где ∆P – потеря давления, Па; (S · 104) – характеристика гидравлического сопротивления, Па/(кг/ч)2; G – расчетный расход воды, кг/ч.

При последовательном соединении N элементов сети ее общая

характеристикагидравлического сопротивления(S·104) будетравна: (S · 104) = (S · 104)1 + (S · 104)2 + … + (S · 104)N . (1.19)

При параллельном соединении общая характеристика гидравлического сопротивления (S · 104) определяется по формуле

Характеристики гидравлического сопротивления обычно берутся из справочной литературы, а также могут быть вычислены с использованием данных, приведенных в табл. 1.13. (S · 104) является средней величиной между значениями для легких и обыкновенных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262–75*.

46

Таблица 1.13

Характеристикагидравлического сопротивления (S ∙104), Па/(кг/ч)2, для 1 м стальной трубыи местного сопротивления при ξ= 1

При этом характеристика сопротивления элемента трубопроводной сети (S · 104) в Па будет равна:

–участка трубы (длиной L, м) – (S · 104)тр = L (S · 104)1 м тр;

–устройства (с коэффициентом местного сопротивления ξ) – (S · 104)ξ = ξ (S· 104)ξ= 1 .

Гидравлические характеристики клапанов терморегуляторов влияют на коэффициент затекания воды в отопительный прибор системы отопления с замыкающими участками, а также определяют гидравлическое сопротивление трубного узла прибора.

Коэффициент затекания α без учета гравитационного давления в малом циркуляционном кольце может быть рассчитан через характеристики гидравлического сопротивления:

где (S · 104)оп – суммарная характеристика гидравлического сопротивления подводок, клапана терморегулятора и отопитель-

ного прибора, Па/(кг/ч)2; (S · 104)зу – то же, замыкающего участка, Па/(кг/ч)2;

Коэффициент затекания и общая характеристика гидравлического сопротивления узла отопительного прибора практически не зависят от типа отопительного прибора. Поэтому для стандартных сочетаний диаметров подводок к прибору и замыкающего участка значения α и характеристики гидравлического сопротивления всего этажестояка (S · 104)э-ст при его высоте 3 м представлены в таблице 1.14.

47

Таблица 1.14

Коэффициент затекания α и характеристика гидравлического сопротивления всего этажестояка (S ∙ 104)э-ст с терморегулятором RTD-G при его высоте 3 м

Пример 1.8. Гидравлический расчет стояка однотрубной системы отопления по характеристикам сопротивления и проводимостям

Исходные данные

1. Здание трехэтажное, теплопроводы системы отопления выполнены из стальных водогазопроводных труб.

2. Параметры теплоносителя в системе отопления tг= 95 ºС, tо = 70 ºС. Установлены чугунные радиаторы МС-140-108, размещенные у остекления световых проемов.

4. Тепловые нагрузки и длины участков даны на рис. 1.7. Располагаемое давление в стояке ∆Pр= 25 кПа.

Рис. 1.7. Стояк однотрубной системы отопления

48

Порядок расчета

1. Определим количество теплоносителя в стояке по фор-

муле (1.15):

2. По таблице 1.14, зная, что dзу= 15 мм, dст= dп= 20 мм, определяем: коэффициент затекания α = 0,26, характеристику гидравлического сопротивления всего этажестояка

(S · 104)э-ст= 53,2·104 Па/(кг/ч)2.

3. Определим гидравлическое сопротивление всего стояка

по формуле (1.19) с учетом данных табл. 1.13:

(S · 104)ст= 53,2 · 104· 4 + (53,2 · 104· 2 – 7 · 104· 2 · 2) + 7 · 104· 2 =

=305,2 · 104 Па/(кг/ч)2.

4.Потери давления в стояке определим по формуле (1.18):

339,3 2Рст 305,2 104 3,5 кПа.

100

5. Клапан AB–QM d = 20 мм имеет максимальный расход 900 л/ч при настройке на 100 % (табл. 1.12). Для того чтобы получить расход 320 л/ч необходимо установить настройку: 320/900 = 0,355 (35,5 %). Так как минимально необходимый перепад давлений на клапане AB–QM должен быть не менее 16 кПа, то определяем потери давления на клапане AB–QM:

РAB QM Рр Рст 25 3,5 21,5кПа,

что удовлетворяет условию его работы.

1.2.2. Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя.

49

Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор tвх, ºС, количества теплоносителя, проходящего через прибор Gпр, кг/ч, и величины тепловой нагрузки прибора Qпр, Вт [3, 8].

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется вопределенной последовательности и заносится в табл. 1.15.

Таблица 1.15

Ведомость расчета отопительных приборов

1. Определяется суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали tп.м, ºС:

tп.м q1 lуч , (1.22)

с Gуч

где q1 – теплопередача 1 м открыто проложенных труб в помещении с температурой tв, принимается по прил. 4, в зависимости от разности температур (tг – tв); Gуч – расход воды на участке, принимается согласно гидравлическому расчету, кг/ч; lуч – длина расчетного участка, м; с – удельная теплоемкость воды,

с= 4,187 кДж/(кг·ºС).

2.Общее количество воды, кг/ч, циркулирующей по стояку, определяется по формуле

50