Проектирование отопления с помощью ЭВМ
В § 4.8 описано применение ЭВМ для теплового расчета одного из элементов центральных систем водяного и парового отопления — отопительных приборов. Подробно рассмотрены вводимые в ЭВМ исходные данные и этапы последовательного выполнения расчетов.
Существуют программы расчета с помощью ЭВМ других элементов систем отопления. Разрабатывают общую систему автоматизированного проектирования (САПР) отопления, предназначенную не только для ускоренного выполнения расчетов, но для машинизации всего процесса проектирования отопления.
САПР отопления состоит из ряда подсистем, обеспечивающих выполнение следующих работ:
1) получение справочно-технической информации;
2) расчет тепловой мощности системы отопления;
3) выбор системы отопления с вариантными техник экономическими расчетами;
4) конструирование системы отопления с выполнена чертежей;
5) теплогидравлические расчеты системы отопления
6) составление расчетно-пояснительной записки, спевд,-, фикаций, технико-экономических показателей системы отопления;
7) определение сметной стоимости системы отопления.
Рассмотрим на примере практикуемое применение ЭВМ
Типа ЕС для теплогидравлических расчетов распространенных однотрубных систем водяного отопления (по программе «Поток» [17]).
Программа расчетов составлена применительно к вертикальным и горизонтальным системам, присоединенным) к наружным теплопроводам по зависимой схеме с применением водоструйного элеватора. Программа предусматривает гидравлический расчет систем с равными и неравными перепадами температуры воды в стояках; тепловой расчет отопительных приборов; выбор регулирующих клапанов, контрольно-измерительных приборов (КИП), регулятора давления; подбор элеватора; составление спецификаций на трубы, арматуру, отопительные приборы, КИП.
Программа предусматривает верхнюю и нижнюю разводку магистралей с тупиковым и попутным движением воды в них; вертикальную, горизонтальную и бифилярную схемы соединения отопительных приборов различных типов; применение разных приборных узлов — проточных, проточно-регулируемых, регулируемых с замыкающими участками, с редукционными вставками.
Предварительно разрабатывают и вычерчивают в масштабе расчетную схему системы отопления. На схеме указывают тепловую нагрузку каждого отопительного прибора, температуру воздуха в каждом помещении, параметры теплоносителя для системы в целом, располагаемую разность давления в месте ввода наружных теплопроводов в здание.
Основные исходные данные, вводимые в ЭВМ для расчетов, составлены в виде пяти таблиц (снабженных пояснеНиями для правильного их заполнения). В первую таблицу Записывают общие сведения о системе; во вторую — харакТеристику приборных узлов с указанием условий установки отопительных приборов в помещениях; в третью — характеристику стояков с разбивкой их на этажестояки и узлы Присоединения к магистралям; в четвертую — характеристику магистралей с информацией о каждом участке; в пятую — характеристику головных участков магистралей, начиная от ввода по направлению движения теплоносителя.
Алгоритм проектирования основан на способе гидравлического расчета по удельным линейным потерям давления с учетом естественного циркуляционного давления, возникающего при охлаждении воды в системе. Для получения оптимального варианта проектного решения применен мегод динамического программирования. За критерий оптимизации расчетов принято максимальное использование разности давления в подающем и обратном наружных теплопроводах в месте ввода их в отапливаемое здание. При определении общих потерь давления в системе отопления применен способ характеристик гидравлического сопротивления.
Диаметр любого участка может быть задан либо определен расчетом. При подборе диаметра магистралей предусмотрено соблюдение условия «телескопичности» — последовательного плавного их изменения. Предусмотрена также возможность дросселирования группы стояков шайбой или вставкой из трубы меньшего диаметра на магистрали с выявлением при этом экономии металла.
Тепловой расчет стояков заключается в определении охлаждения воды в трубах при движении теплоносителя до каждого отопительного прибора с выявлением полезной теплоотдачи в помещения и дополнительных теплопотерь через наружные ограждения в местах прокладки труб. При тепловом расчете отопительных приборов находят охлаждение воды в приборах при принятой к установке их площади и дополнительные теплопотери через наружные ограждения в местах их установки.
При расчетах используют справочно-техническую информацию: сортамент стальных труб, теплотехнические показатели отопительных приборов, технические данные за- порно-регулирующей арматуры, клапанов, КИП. ина сфор. мирована автономно (за пределами программы) в виде библиотеки информации, к которой можно обращаться по мере необходимости и в которую вносят поправки при появлении новых изделий и материалов.
На печать выводятся сводные таблицы с исходными данными, характеристикой отопительных приборов, стояков, магистралей, системы. Даются спецификации отопительных приборов и других материалов и оборудования, а также технико-экономические показатели системы отопления. К этим показателям отнесены: средняя плотность теплоотдачи отопительных приборов (Вт/м2), расход труб (кг/1000 Вт), расход теплоносителя воды (кг/ч), тепловая мощность системы (Вт), потери давления в системе (Па), относительные потери давления в стояках (% общих потерь в системе).
Условием оптимизации теплогидравлических расчетов может быть также минимизация приведенных затрат (см. § 15.2) при заданной тепловой мощности и возможных потерях давления в системе отопления, схема которой уже определена. При таких расчетах вертикальных однотрубных систем водяного отопления принимают во внимание требование СНиП, чтобы потери давления в стояках составляли не менее 70% общих потерь давления в циркуляционных кольцах (без потерь давления в головных участках систем).