Проектирование системы отопления здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ

Исходные данные: жилое здание с теплопотерями 30800 Вт. В качестве источника теплоснабжения используются тепловые сети, теплоноситель - вода с температурами 150/70 °С, давление в подающем трубопроводе - 0,6 МПа, в обратном - 0,48 МПа, т. е. Р_с = 0,12 МПа.

В здании принята однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой. Тепловой узел размещается в подвале на отметке -1,9 м, магистрали прокладываются в подвале вдоль наружных стен на отметке -1,00 м с уклоном 0,003 в сторону ввода. При такой схеме к стоякам присоединено последовательно по 6 штук отопительных приборов, поэтому приняты повышенные параметры теплоносителя t_г = 105 °С, t_о = 70 °С. Отопительные приборы присоединены к восходящим и нисходящим ветвям стояков. В узлах присоединения нагревательных приборов к стоякам предусмотрены смещенные замыкающие участки и терморегулирующие проходные краны с термостатической головкой.

В качестве нагревательных приборов использованы чугунные секционные радиаторы МС-140-108. На ответвлениях стояков от магистралей в качестве запорной арматуры предусмотрены пробковые краны. Для опорожнения стояков в их нижней части предусмотрены тройники с пробковыми кранами, для удаления воздуха из системы на приборах верхнего этажа установлены воздухоотводчики радиаторные с ручным управлением.

Лестничная клетка оборудована самостоятельным стояком с одним нагревательным прибором, присоединенным по проточной схеме. В соответствии с заданным источником теплоснабжения для снижения температуры исходного теплоносителя предусматривается установка гидроэлеватора. Трассировка трубопроводов в подвале, на 1 этаже и их аксонометрическая схема показаны на рисунках 2.1, 2.2 и 2.3. Для определения циркуляционного давления определим коэффициент смешения U в теплообменнике:

U= (2.1)

где T - температура перегретой воды в подающей магистрали теплосети, С (по заданию);

t_г - температура воды, поступающей в систему отопления, С (обычно принимается 95 °С, в однотрубных системах допускается до 105 °С, в закрытых системах принимается по заданию);

t₀ - температура воды на выходе из системы отопления, °С, обычно принимаемая равной 70 °С.

U= = 1,286

Рисунок 1 - Трассировка трубопровода в подвале

 Дальнейший расчет выполняется для кольца, проходящего через стояк 3, так как это самое большое кольцо. Поскольку стояк отапливает угловые помещения, теплопотери этих помещений распределены между двумя радиаторами не поровну - на радиаторы, присоединенные к восходящей части стояка с более высокой температурой, назначена большая часть тепловой нагрузки. Для определения естественного циркуляционного давления в этом кольце 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 (рис. 2).

Рисунок 2.- Трассировка трубопровода на плане этажа

Определяются температуры воды на последовательных участках стояка 3.

t₁ = 105-(1200Ч35/6000) = 98 °С.

t₂ = 105-(2200Ч35/6000)= 92,2 °С.

t₃ = 105-(4300Ч35/6000) = 79,9 °С.

t₄ = 105-(5100Ч35/6000)= 75,3 °С.

Рис. 3 - Расчетная схема большого кольца

Определяем соответствующие плотности воды: _г = 954,68 кг/м³; _о = 977,81 кг/м³; ₁ = 959,81 кг/м³; ₂ = 963,99 кг/м³; ₃ = 971,83 кг/м³; ₄ = 974,79 кг/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 2,5 м. Определяем давление от остывания воды в приборах.

ДР_е,пр= gh_пр(_о - _г)+ gh₁(₄ - ₁)+ gh₂(₃ - ₂); (2.3)

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, _о, ₁, ₂, ₃, ₄ - плотности воды, поступающей в систему, смеси воды на соответствующем участке и охлажденной воды, кг/м³. Количество слагаемых в этой формуле соответствует количеству этажей.

Р_{е. пр} = 9,81 • 2,5(977,81-954,68) + 9,81 · 2,8(974,79-959,81) +

+ 9,81 • 2,8(971,83-963,99) = 1194 Па.

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

ДР_е = ДР_{е, пр}= 1194 Па.

Определяем расчетное циркуляционное давление в рассчитываемом кольце:

ДР_р=1194 Па;

Выполнена расчетная аксонометрическая схема большого циркуляционного кольца, установлены расчетные участки (рисунок 2). Расчетный стояк (восходящая и нисходящая ветви) рассматривается как один участок. Дальнейшие расчеты выполнены в табличной форме (табл. 1).

Для примера показана последовательность действий при расчёте участка 1-2:

Тепловая нагрузка этого участка равна теплопотерям большого циркуляционного кольца здания Q₁= 15300 Вт, по прил. 6 назначены коэффициенты условий работы приборов ₁ = 1,04, ₂ = 1,02.

Определяется Q_уч;

Q_уч= УQ₁в₁в₂;

где, УQ₁ - сумма тепловых нагрузок нагревательных приборов, к которым подводится или от которых отводится теплоноситель по данному участку;

в₁ и в₂ - коэффициенты условий работы прибора (прил. 6).

Q_уч = 15300Ч1,04Ч1,02= 16230 Вт.

G_уч= 16230/1,16(105-70)= 400 кг/ч.

R_ср= 0,65Ч1194/58,02= 13,38 Па/м

По определённым значениям R_ср и G_уч по номограмме выбирается диаметр участка d = 40 мм, определяются параметры: R = 5,5 Па/м; V = 0,11 м/с и P_v = 6 Па (схема определения параметров показана на номограмме). Удельные потери давления на трение R при назначенном диаметре оказались существенно больше, чем R_ср. Это потребует на последующих расчетных участках назначения диаметров, дающих значения R меньше, чем R_ср.

Определяются потери давления по длине на этом участке

R = 5,5Ч11,65= 64,1 Па.

При проходе для осуществления сброса воды, отвод (поворота на 90°),. Коэффициенты местных сопротивлений определены по прил. 7 и занесены в таблицу 2. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке составила = 3. На последующих участках подающей магистрали учитываются впереди лежащие по ходу воды местные сопротивления, на обратной магистрали - сзади лежащие.

Определяем потери давления в местных сопротивлениях на участке:

Z= УжЧ P_v;

Z= 6Ч3= 18 Па.

Определяются общие потери давления на участке

R • L + Z = 64,1+18= 82,1 Па.

Все данные сводятся в табл. 2.

Расчет системы в данном примере проводится для двух циркуляционных колец. Большое кольцо проходит через стояк 3 (участки 1-2-3-4-5-6-7-8), малое - через стояк 1 (участки 1-2-7-8).

Таким образом, работоспособность большого кольца системы отопления при назначенных диаметрах в заданных условиях обеспечена.

Проверяется условие уравнения (2.9):

У(Rl + Z) _{необщих участков большого кольца} У(Rl + Z) _{необщих участков малого кольца},

Невязка может составлять до 15 %. Потери давления на необщих участках малого кольца определяются точно так же, как и для участков большого кольца.

(Rl + Z)_{необщих участков большого кольца} = 473,82 Па;

(Rl + Z)_{необщих участков малого кольца} = 238,4 Па.

Невязка составляет:

(473,82-238,4)Ч100% /473,82= 49,7%,

Таблица - Гидравлический расчёт системы отопления

теплоснабжение здание радиатор отопление

Таблица 2. - Описание местных сопротивлений в системе отопления

Размещено на Allbest.ru