Учебное пособие 1167

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

В.В. Гончар

ТРУБОПРОВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом

Воронежского государственного архитектурно-строительного университета к выполнению курсового и дипломного проектов по дисциплине «Теплоснабжение»для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Воронеж 2011

1

УДК 621.643.03 ББК 30.360

Г657

Рецензенты:

кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Воронежского государственного архитектурно-строительного университета; Э.В. Макарычев, директор ОАО «ЦЧРГипроавтотранс»

Гончар, В.В.

Трубопроводы для систем горячего водоснабжения :

Г657 учеб.-метод. пособие для выполнения курсового и дипломного проектов для студ. спец. 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»/ В.В.Гончар ; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. −

Воронеж, 2011 – 68 с.

Изложены технологии изготовления, методики гидравлического расчета, а также даны рекомендации по выбору и использованию трубопроводов из полимерных материалов (полиэтилена, полипропилена, металлопластика и др.) в системах горячего водоснабжения зданий и сооружений.

Предназначено для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» всех форм обучения.

Ил. 11. Табл. 10. Библиогр.: 9 назв.

УДК 621.643.03 ББК 30.360

ISBN 978-5-89040-343-8

© Гончар В.В., 2011 © Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет, 2011

2

Введение

Выполнение курсового и дипломного проектов по теплоснабжению города является важным этапом учебного процесса в подготовке инжене- ров-строителей по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

При разработке проектов студентам на основе теоретических знаний и практических навыков, полученных в процессе обучения, предоставляется возможность самостоятельного решения конкретных инженерных задач, связанных с расчетом, проектированием и эксплуатацией централизованных систем горячего водоснабжения зданий и сооружений.

Известно, что основным элементом в системах горячего водоснабжения зданий является трубопровод.

По протяженности трубопроводов (около 2 млн км наружных и 14 млн км внутренних) Россия занимает, после США, второе место в ми-

ре. Однако нет ни одной страны с такими изношенными трубопроводами, как Россия. Примерно 50 тыс. км находятся в критическом состоянии, свыше 5 тыс. км были проложены в конце прошлого века. Около 40 % из общего числа трубопроводов системы ЖКХ нуждаются в капитальном ремонте и их полной замене.

Одна из причин столь плачевного состояния инженерных сетей связана с тем, что более 70 % трубопроводов в России изготовлены из стали и лишь 30 % - из неметаллических материалов, тогда как срок службы стальных труб не превышает 10-15 лет. Расчетная же производительность срока службы трубопроводов из пластика в системах горячего водоснабжения не менее 25-30 лет. Это приводит к постепенному увеличению применения пластиковых труб, а рост продаж свидетельствует об их популярности.

Трубопроводы являются слабым звеном ЖКХ в России, совокупный ущерб только от утечек воды в системах составляет 6,5 млрд долларов США в год, поэтому переход на более надежные, экономичные и современные трубопроводы для систем горячего водоснабжения, является проблемой актуальной и востребованной.

В настоящем учебно-методическом пособии изложены технологии изготовления, методики гидравлического расчета, а также даны рекомендации по выбору и использованию трубопроводов из полимерных материалов (полиэтилена, полипропилена, металлопластика и др.) в системах горячего водоснабжения зданий и сооружений.

3

Трубопроводы для систем горячего водоснабжения

В настоящее время на рынках России предлагается множество видов различных труб – от металлических (сталь, медь, алюминий) до пластиковых (полиэтилен, полипропилен, металлопластик и др.).

Каждый из перечисленных видов труб имеет свои особенности, свою специфику, индивидуальные свойства. Это определяет как принципиальную сферу их применения, так и конструктивные решения всей системы горячего водоснабжения и ее отдельных элементов.

1.Стальные трубы

Для монтажа трубопроводов внутренних систем и наружных сетей горячего водоснабжения применяются следующие типы стальных труб:

-водогазопроводные оцинкованные;

-электросварные.

1.1. Водогазопроводные оцинкованные трубы

Водогазопроводные (газовые) оцинкованные обыкновенные трубы по ГОСТ 3262-75 [2] устанавливают во внутренних сетях горячего водоснабжения, работающих с давлением до 1,0 МПа. При давлении до 1,6 МПа применяются усиленные водогазопроводные трубы.

Оцинковка труб – это процесс нанесение цинка на поверхность металлической трубы. Слой цинка на поверхности оцинкованных труб (рис. 1.1) защищает металл от коррозии и увеличивает срок эксплуатации. Так, срок службы оцинкованных труб составляет до 10-15 лет против срока жизни в 3-4 года неоцинкованных труб.

Рис. 1.1. Труба водогазопроводная оцинкованная: 1- труба водогазопроводная;

2- слой цинка

4

Технические характеристики оцинкованных труб приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Стальные оцинкованные трубы

Стальные водогазопроводные (газовые) черные трубы запрещены СНиП [1] к использованию в системах горячего водоснабжения и не приводятся в настоящем издании.

1.2. Стальные электросварные трубы

Стальные электросварные трубы, по ГОСТ 10704-94 (рис. 1.2) рассчитаны на давление до 1,6 МПа и применяются для монтажа наружных трубопроводов сетей горячего водоснабжения диаметром от 76 до 152 мм.

Технические характеристики стальных электросварных труб приведены в табл. 1.2.

5

Рис.1.2. Стальная электросварная труба: 1 труба; 2 - электросварной шов

Стальные трубы, оцинкованные и электросварные, получили наибольшее распространение в системах горячего и холодного водоснабжения.

Существенным недостатком этих труб является то, что в процессе эксплуатации стальные трубы быстро выходят из строя вследствие коррозии и зарастания внутренних сечений продуктами коррозии и карбонатными отложениями, т.к. они работают на сырой химически необработанной воде. Шероховатость внутренней поверхности стальных оцинкованных труб через пять лет эксплуатации увеличивается в 30-35 раз, а через 15 лет – более чем

6

в 100 раз. Если коэффициент эквивалентный шероховатости Kэ новой стольной трубы равен 0,138 мм, то через пять лет эксплуатации 5 мм, а через 10 лет – 15-20 мм. А это влечет за собой снижение пропускной способности труб вследствие их зарастания и увеличение напора и затрат энергии на перекачку воды в системах горячего водоснабжения.

Между тем мировая практика уже давно нашла оптимальные решения всех этих проблем, заменив недолговечные металлические трубы на трубы из меди или полимерных материалов, которые обладают целым рядом неоспоримых преимуществ: они не коррозируют и не зарастают внутренними отложениями; при нормальном давлении и температуре до 85 - 90 °С срок их службы составляет не менее 25 лет, а для холодной воды – 50 лет; они имеют достаточно низкий коэффициент шероховатости, который является неизменным весь срок эксплуатации; они в 4-12 раз легче металлических, высокотехнологичны в монтаже и при ремонте и т.д.

Данные для гидравлического расчета стальных труб приведены в номограмме 1.3 и табл. 1.3.

Рис. 1.3. Номограмма для гидравлического расчета стальных труб с учетом их зарастания в процессе эксплуатации:

Rl - удельные потери на трение Па/м;

W - скорость движения воды в трубах, м/с;

dy – условный диаметр труб, мм; q - расход воды в трубах, л/с и м3/ч

7

Таблица 1.3

Данные для гидравлического расчета стальных труб систем горячего водоснабжения с учетом их зарастания в процессе эксплуатации

8

Продолжение табл. 1.3

Окончание табл. 1.3