10584

60

Рис. 22. К расчету коэффициента местного сопротивления тройника

В курсовом проекте местные сопротивления и их значения рассчитываются для каждого расчётного участка, аналогично первому.

Имеем: ∑(Rl + z) = 654 + 528 = 1182 Па < 1290 Па (невязка 5,3 %).

1,2,3,11,12,13

Проверка. Увязка потерь давления в полукольцах расчётной правой ветви системы отопления от точки «а» до точки «з»:

– ближнего 5-го и дальнего 8– го стояков:

Рст5 = Рст8 + ∑(Rl + z) = 8863 + 654 + 528 = 10045 Па;

1,2,3,11,12,13

10045 ≈ 10153 Па (невязка 1,06 %);

– ближнего 5-го и промежуточного 6-го стояков:

Рст5 = Рст6 + ∑ (Rl + z) Рст5 = 10153 + 201,4 + 170 = 10524 Па;

3,11

10524 > 10153 Па (невязка 3,5 %).

Наибольшие потери давления в полукольце через промежуточный 6-ой стояк равны 10524 Па.

Далее выполняется гидравлический расчёт подающего и обратного магистральных трубопроводов от ближнего 5-го стояка до элеватора (участки 4, 5, 6,7, 8, 9, 10):

8,9,10

∑(Rl + z) = 117,1 + 396,3 + 875 + 56,5 + 298,3 + 569,5 + 145,1 = 2458 Па.

4,5,6,7

Потери давления в циркуляционном кольце системы отопления через самый невыгодный стояк с учётом запаса 10 % составляют:

= 1,1 · 12982 = 14281 Па. Величина Рр = 14281 Па используется при расчете элеватора [17].

14. ЭПЮРА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ

Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца системы водяного отопления с тупиковым движением воды дает возможность установить изменение давления по всей длине подающих и обратных магистралей. Эпюра позволяет выявить располагаемое циркуляционное давление в точках присоединения к магистрали стояков, входящих в промежуточные циркуляционные кольца для увязки потерь давления в этих кольцах (рис. 23).

Для построения эпюры циркуляционного давления по горизонтали откладывают длины участков расчетной магистрали и наносят номера стояков, по вертикали – потерю давления в участках расчетной магистрали и в стояках. Изменение давления по длине каждого участка магистрали считается равномерным и величины потерь давления выбирают из таблиц гидравлического расчета магистрали (более подробно см. [19, 20, 21] и курс лекций).

Рис. 23. Эпюра давлений в расчетной (правой) ветви системы отопления

62

15. ПРИМЕР ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА СЕКЦИЙ РАДИАТОРОВ МС-140

Расчёт рассмотрим на примере стояка 5. Согласно расчету (табл. 9) в подающей и опускной ветви стояка dст× dзу× dп = 20×15×20 мм. Расход воды в стоя-

ке Gст5 = 370 кг/ч.

Температура воды на входе в приборы определяют по формуле (17):

tн1 = 105 ° С;

tн2 = 105 – 1120·3.6/419·370 = 102,4 ° С;

tн3 = 105 – (1120 + 730)·3,6/4,19·370 = 100,79 ° С; tн4 = 105 – (1850 + 730)·3,6/4,19·370 = 99,01 °C; tн5 = 105 – (2580 + 730)·3,6/4,19·370 = 97,31 ° C; tн6 = 105 – (3310 + 730)·3,6/4,19·370 = 95.62 ° C; tн7 = 105 – (4040+ 730)·3,6/4,19·370 = 93,93 °C; tн8 = 105 – (4770 + 730)·3,6/4,19·370 = 92,23 °C; tн9 = 105 – (5500 + 730)·3,6/4,19·370 = 90,53 °C; tн10 = 105 – (6230 + 1310)·3,6/4,19·370 = 87,50 ° C; tн11 = 105 – (7540 + 1310)·3,6/4,19·370 = 84,45 °C; tн12 = 105 – (8850 + 730)·3,6/4,19·370 = 82,76 °C; tн13 = 105 – (9580 + 730)·3,6/4,19·370 = 81,06 °C; tн14 = 105 – (10310 + 730)·3,6/4,19·370 = 79,37 °C; tн15 = 105 – (11040 + 730)·3,6/4,19·370 = 77,67 °C; tн16 = 105 – (11770 + 730)·3,6/4,19·370 = 75,98 °C; tн17 = 105 – (12500 + 730)·3,6/4,19·370 = 74,28 °C; tн18 = 105 – (13230 + 730)·3,6/4,19·370 = 72,59 °C; tо = 70 ° С.

Кпр = 10,92 Вт/(м2 ·°С) (для радиатора МС-140-108).

По приложению 12 принимаем коэффициент β1 = 1. Тогда требуемая поверхность нагрева прибора:

63

Определяем полезную теплоотдачу открыто проложенных трубопроводов в помещении (рис. 24):

d = 15 мм, l = 0,5 м.

d = 20 мм, l = (2,7 – 0,5) + 2 · 0,5 = 3,2 м.

Fтр = 0,067 · 0,5 + 0,084 · 3,2 = 0,303м2.

Расчетная поверхность нагрева:

Fр = 1,18 – 0,303 = 0,877 м2.

Количество секций в первом по ходу воды приборе (предварительно, без учета конкретных значений принятых в проекте значений коэффициентов β2 и β3 в формуле 40) равно:

N = Fпр/fс = 0,877/0,242 = 3,6.

Принимаем к установке 4 секции. Опыт эксплуатации систем отопления показывает, что для стабилизации теплового режима в помещении минимальное количество секций в нагревательном приборе должно быть не менее трех.

Данные по расчету нагревательных приборов заносим в таблицу 11.

Рис. 24. Расчетная схема к примеру расчета

16. ПРИМЕР РАСЧЕТА ОДНОТРУБНОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ С КОНВЕКТОРНЫМИ УЗЛАМИ

Стояки однотрубной системы отопления с конвекторными узлами – проточные. Особенность расчета системы заключается в тепловом расчёте стояка. Рассмотрим стояк 5. Суммарная нагрузка стояка 5 (рис. 21) Qст5 = 15080 Вт.

64

Температура теплоносителя на входе в стояк tг = 105 ° С; расчётный перепад температур ∆tст = 35 ° С; температура воздуха в отапливаемых помещениях tв = 18 ° С. Высота этажестояка 2,8 м. Конвекторы устанавливаются под окнами; стояк – проточный. Расход воды в стояке (2):

Расчёт гидравлического сопротивления стояка ведется в два этапа.

Предварительный расчет

По величине тепловой нагрузки первого, среднего и последнего этажей и по значению θср, °C, рассчитываемому по формуле:

где tо – температура теплоносителя на выходе из стояка, предварительно определяем значения тепловых потоков конвекторов при нормированных условиях и, соответственно, их типоразмеры. Тепловые нагрузки: 1-го этажа 1120 Вт, 1120 Вт; 4-го этажа 730 Вт, 730 Вт; верхнего этажа 1310 Вт, 1310 Вт.

Принимаем конвектор «Универсал» КН 20-1,049. Диаметры труб этажестояка принимаем равными 20 мм. Общая длина труб промежуточного этажестояка 4,0 м (1,0 м на подводки к приборам), верхнего – 1,65 м. Условный диаметр труб узлов присоединения стояка к магистралям 20 мм.

Определяем характеристику сопротивления этажестояка:

S1 = S + S′, (43)

где S – характеристика сопротивления конвектора без трубопроводов (приложения 6, 7), Па/(кг/с)2;

S' – характеристика сопротивления трубопроводов одного этажестояка без конвектора, Па/(кг/с)2:

где А – удельное скоростное давление в трубопроводах при расходе теплоносителя 1 кг/с, Па/(кг/с)2, (приложение 8);

65

∑ζ – сумма коэффициентов местного сопротивления на рассчитываемом участке системы.

Для одного этажестояка S = 2,29 · 104 Па/(кг/с)2. Для промежуточного этажестояка по (24):

Характеристики сопротивлений одного этажестояка:

S1п = (2,29 + 4,21) · 104 = 6,5 · 104 Па/(кг/с)2;

S1в = (2,29 + 1,85) · 104 = 4,14 · 104 Па/(кг/с)2.

Рассчитываем суммарную характеристику сопротивления промежуточных этажестояков:

Уточненный расчет

Уточненное гидравлическое сопротивление стояка рассчитывается после его теплового расчёта, когда будут определены типоразмеры конвекторов. Тепловой расчёт сведен в таблицу 6.

Графа 1. Номера этажей по ходу движения воды.

Графа 2. Расчетные теплопотери помещения, компенсируемые установленным конвектором.

66

Графа 3. ∑Qпом – суммарные теплопотери помещений, расположенных по ходу теплоносителя до рассчитываемого прибора, Вт.

Графа 4. tн – начальная температура теплоносителя на входе в рассчитываемый прибор, ° С:

сителя за счет остывания его в стояках, определяется по приложению 12. Графа 9. Полезный тепловой поток 1 п.м. трубопровода, Qтр, Вт/м, опре-

деляется по приложению 10 по величине θср.

Графа 10. Полезный тепловой поток этажестояка, Qтр, Вт.

торого учитывается изменение теплового потока конвектора при отличии расчетного температурного напора от нормируемого (принимается по приложению 11, по величине θср). Данный коэффициент следует вводить при схеме движения теплоносителя «снизу – вверх». Однако, если перепад температур теплоносителя в приборе ∆tпр < 5 ° С, влиянием схемы движения теплоносителя можно пренебречь и этот коэффициент не вводить;

Графа 13. φ2 – безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается изменение теплового потока конвектора при отличии расчетного массного расхода теплоносителя от нормированного. Принимается по приложению 12, по величине Gст, кг/с.

67

Графа 14. Qпрн – требуемый тепловой поток прибора, приведенный к нор-

мированным условиям, Вт; Qпрн = Qпрр × j1 × j2 .

Графа 15. Тип конвектора, определяется по справочнику [4].

Графа 16. Монтажный номер конвектора, определяется по справочнику [16] или каталогам заводов-производителей.

Графа 17. Номинальная (нормированная) теплоотдача запроектированных конвекторов, Qн, Вт, определяется по справочнику [4] или каталогам заводовпроизводителей.

Графа 18. Невязка, %, определяющая правильность подбора конвектора,

[(Qн - Qпрн )/ Qн ]×100% .

По результатам теплового расчета стояка № 5 определяем следующие типоразмеры и количество конвекторов с соответствующими гидравлическими характеристиками этажестояков:

КН-0,4К S1 = S + S′ = (1,85 + 4,21) · 104 = 6,06 · 104 Па/(кг/с)2 – 7 шт; КН-0,479К S1 = (1,995 + 4,21) · 104 = 6,205 · 104 Па/(кг/с)2 – 7 шт; КН-0,787К S1 = (1,995 + 4,21) · 104 = 6,205 · 104 Па/(кг/с)2 – 1 шт; КН-0,918К S1 = (2,14 + 4,21) · 104 = 6,35 · 104 Па/(кг/с)2 – 1 шт; КН-1,18К S1 = (2,44 + 1,85) · 104 = 4,29 · 104 Па/(кг/с)2 – 2 шт.

ΣS1 = (6,06 ·7 + 6,205 · + 6,205 + 6,35 + 4,29 · 2) ·104 = 106,99 · 104 Па/(кг/с)2. Sст = S1 + S2 + S3 = (106,99 + 7,23 + 2,06) · 104 = 116,28 · 104 Па/(кг/с)2.

Pст = 116,28 · 104 · 0,1032 = 12336 Па.

Уравнивание потерь давления в полукольцах системы отопления и в стояках с конвекторными узлами проводится аналогично системам с радиаторными узлами.

69

Продолжение таблицы 9

69