Расчет начинают с основного циркуляционного кольца системы.

Основным считают циркуляционное кольцо, в котором расчетное циркуляционное давление &рр (см. §7.5), при­ходящееся на единицу длины кольца hi, имеет наименьшее значение

Дй = Д/7р/2/. (8.21)

В вертикальной однотрубной системе — это кольцо через наиболее нагруженный стояк из удаленных от тепло­вого пункта стояков при тупиковом движении воды или также через наиболее нагруженный стояк, но из средних стояков при попутном движении воды в магистралях.

В вертикальной двухтрубной системе — это кольцо через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного из удаленных от теплового пункта стояков при тупиковом j движении воды или наиболее нагруженного из средних | стояков при попутном движении воды в магистралях. 1

В горизонтальной однотрубной системе многоэтажного здания основное циркуляционное кольцо выбирают по меньшему значению Арг [выражение (8.21)) в двух цирку­ляционных кольцах через ветви на верхнем и нижнем эта­жах. Так же поступают при расчете системы с естественной циркуляцией воды, сравнивая значения Др: в циркуля - ционньх кольцах через отопительные приборы, находя­щиеся на различных расстояниях от теплового пункта.

При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентиро­вочного значения удельной линейной потери давления /?ср, Па/м, определяемого по формуле (считая потери дав­ления на трение равными 65% Дрр)

*ср=°-^£Р, (8.22)

Где 2/ — общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м.

Гидравлический расчет проводят на ЭВМ или вручную, используя вспомогательные таблицы, составленные при усредненной плотности воды рср с учетом зависимости ко­эффициента гидравлического трения от режима движения воды по формулам (8.5) и (8.6). Для примера ниже приведе­ны выборки из этих таблиц (табл. 8.1 и 8.2).

Таблица 8.1. Удельные линейные потери давления /?, Па/м (Fr = 95 — 105 °С, Fo = 70°C, Лэ = 0,2 мм) Потери Расход G, кг/ч (над чертой), и скорость движения воды W, м/с (под чертой), в стальных легких водогазопроводных трубах диаметром условного прохода, мч Давления R, Па/м 10 15 20 25 32 40 50 140 128 236 519 1007 2099 3009 5878 0,273 0,321 0,393 0,466 0,561 0,611 0,726 150 132 245 538 1044 2175 3118 6090 0,283 0,332 0,407 0,483 0,581 0,636 0,752

Таблица 8.2. Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па Скорость движения воды ш, м/с Сумма коэффициентов местных сопротивлений 1 2 3 4 Б 6 7 0,320 0,325 0,330 50,0 51,6 53,2 100 103 106 150 155 159 200 206 213 250 258 266 300 310 319 350 361 373

Пример 8.2. По участку из легких водогазопроводных труб длиной 10 м протекает 240 кг/ч воды при температуре 95 °С (см. пример 8.1). При Dу 15 по табл. 8.1 найдем, интерполируя, R= = 144 Па/м и ш=0,326 м/с. При сумме коэффициентов местных сопротивлений 2£=6 потери давления иа участке по формуле (8.8) составят

Д(Руч=/?/+2= 144-10+312=1752 Па.

Число 312 найдено по табл. 8.2 при ш=0,326 м/с и 2 £=6.

Потери давления в основном циркуляционном кольце, состоящем из N последовательно соединенных участков, рассчитанные по рассматриваемому способу по формуле

N

Д (/?/+2)г = (0,9 ... 0,95) &Рр, (8.23)

Т. е. должны быть меньше расчетного циркуляционного давления Арр на 5—10% (запас, учитывающий дополни­тельную потерю давления вследствие отступления от проек­та при монтаже системы).

На рис. 8.1, а двойными линиями показаны участки ос­новных циркуляционных колец систем отопления с тупи­ковым, на рис. 8.1, бс попутным движением воды в магистра­лях. Цифрами 1—7 отмечены точки присоединения соот­ветствующих стояков к подающей магистрали, цифрами V—Т — к обратной магистрали.

Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца системы с тупиковым движением воды дает возмож­ность установить изменение давления по всей длине подаю­щих и обратных магистралей. После расчета строят эпюру циркуляционного давления в магистралях. По горизонтали наносят длину участков магистралей и отмечают номера стояков, по вертикали откладывают потери давления на участках магистралей и в стояке (стояк 7 на рис. 8.1), вхо­дящем в основное циркуляционное кольцо (рис. 8.2). Паде­ние циркуляционного давления по длине каждого участка магистралей считают равномерным (изображено на рисун­ке наклонными сплошными линиями). Общие потери дав­ления на всех участках стояка 7 выражены вертикальным отрезком 7—7'.

По эпюре выявляют располагаемое циркуляционное давление в точках присоединения к магистралям промежу­точных стояков (стояков 1—6 на рис. 8.2), входящих во второстепенные циркуляционные кольца, к расчету кото­рых переходят после расчета основного циркуляционного кольца.

Второстепенные циркуляционные кольца состоят из общих участков основного кольца (уже рассчитанных) и дополнительных (не общих) участков, еще не рассчитан­ных. Их гидравлический расчет проводится с увязкой по­терь давления. Термин «увязка» означает получение ра­венства потерь давления на параллельно соединенных дополнительных участках какого-либо второстепенного кольца и не общих участках основного кольца [согласно формуле (8.10)1. Следовательно, в каждом новом кольце рассчитываются только дополнительные (не общие) участ­ки, в данном случае только промежуточные стояки. Для увязки потери давления в любом промежуточном стояке 2 (Rl+Z)^ должны равняться располагаемому циркуля­ционному давлению Л/?р. ст, фактически заданному в ре­зультате расчета основного кольца (на эпюре выражено раз­ностью давления в точках присоединения стояка к магист­ралям).

Итак, гидравлический расчет второстепенных цирку­ляционных колец в системе с тупиковым движением воды в магистралях сводится к расчету промежуточных стояков с получением равенства:

2(/?/+2)сх=Дрр. сх, (8.24)

Где Дрр. ст — располагаемое циркуляционное давление, получен­ное в результате расчета основного циркуляционного кольца.

Следовательно, располагаемое циркуляционное давле­ние Д;?р. ст должно быть равно потерям давления (уже из­вестным) на участках основного кольца, замыкающих рас­сматриваемый стояк. Таким образом, для двухтрубной системы

ЛрР ct = 2(^+Z)oc; (8.25)

Для однотрубной системы

. СТ----------------------------------- вт — АРе. ос) (8.26)

С поправкой на разность естественного циркуляционного давления во второстепенном и основном кольцах.

Например, для стояка 1 (рис. 8.1, а) по формуле (8.25)

Дрр. с^(W+Zh-T-T'-i'.

В системах с тупиковым движением воды затрудни­тельно при ограниченном сортаменте труб достигнуть вы­полнения равенства по формуле (8.24). Поэтому при опреде­лении потерь давления в промежуточных стояках допус­кают невязку до 15% с располагаемым циркуляционным давлением.

На рис. 8.2 показано, что потери давления в циркуля­ционных кольцах различной длины не одинаковы. Наи­большие потери давления имеют место в основном цирку­ляционном кольце через дальний от теплового пункта (и наиболее нагруженный) стояк 7, наименьшие — во второ­степенном кольце через ближний стояк У. Избыток цирку­ляционного давления — невязка (изображенный на ри­сунке ординатой 1'—1") вызовет, если он превышает 0,15Дрр. сТ, недопустимое перераспределение количества воды, протекающей в магистралях и стояках. В результате возникнет горизонтальное разрегулирование системы с от­клонением от расчетных расхода и температуры воды, а также теплопередачи приборов.

Во избежание разрегулирования системы потери давле­ния (гидравлическое сопротивление) во всех циркуляци­онных кольцах можно привести в соответствие с расчетным циркуляционным давлением путем поглощения избытка дав­ления диафрагмами на стояках. Возможен и другой, более рациональный путь: вычисляют по второму способу дей­ствительные расход и температуру обратной воды в каж­дом стояке и вносят исправления в расчетную площадь приборов. Для этого по располагаемому циркуляционному давлению А/?р. сТ определяют перепад температуры воды в стояках Д/сх по формуле

А<ст = (8.27)

СаСТ V Дрр. ст

Где (Т0т — проводимость стояка, кг/(ч-Па0'6), вычисляемая по фор­мулам (8.16) и (8.19).

При гидравлическом расчете системы с попутным дви­жением воды в магистралях эпюру циркуляционного дав­ления строят после расчета не только основного, но и еще двух второстепенных циркуляционных колец — через ближний и дальний (от теплового пункта) стояки. Гидрав­лический расчет второстепенных колец, как уже известно, сводится к расчету только дополнительных (не общих) уча­стков, не входящих в основное кольцо. При этом увязыва­ются потери давления в параллельно соединенных участках второстепенного и основного колец по формулам (8.24)— (8.26). Например, для расчета дополнительных участков, относящихся к второстепенному циркуляционному коль -

22 —765

А через стояк 7

Дрр сг. 7=2 (#'+2)4-4'-?'-

В системах с попутным движением воды сравнительно легко при одинаковой длине циркуляционных колец (это их отличительный признак) добиться выполнения равен­ства по формуле (8.24). Поэтому невязка при расчете допус­тима не более ±5%.

На рис. 8.3 показана эпюра циркуляционного давления в двухтрубной системе, построенная после гидравлическо­го расчета трех циркуляционных колец через средней, ближ­ний и дальний стояки (на рисунке показаны невязки расче­та 4'—4" и 4—4"'). Незначительные потери давления в стояках (вертикальные отрезки на рисунке 1—1', 2—2' и т. д.) характерны для двухтрубной системы.

Рис. 8.3. Эпюра циркуляцион­ного давления в двухтрубной системе отопления с попут­ным движением воды в маги­стралях (1—7 — номера сто­

Л Pp. СТ. 1=2 (#'+2)1-4-4',

Яков)

Цу через сгояк 1 (см. рис. 8.1, б), по формуле (8.25)

Давление в подающей магистрали должно быть больше, чем в обратной Обратное соотношение давления в магист­ралях вызовет циркуляцию охлажденной воды через отопи­тельные приборы — «-обратную» циркуляцию. Это недопус­тимое явление станет возможным в стояке 2, если давление в точке 2' обратной магистрали в результате ошибочного выбора диаметра двух участков магистрали, прилегающих к точке 2', повысится до давления 2", или в стояке 6, если давление в точке 6 подающей магистрали понизится до дав­ления 6". На рисунке пунктиром показано изменение дав­ления в участках магистралей, вызывающее «обратную» циркуляцию воды через отопительные приборы стояков 2 и 6. Опасность опрокидывания циркуляции воды в стоя­
ках систем с попутным движением ее в магистралях подчер­кивает необходимость гидравлического расчета таких сис­тем с невязкой не более ±5%.

Гидравлический расчет промежуточных стояков (стоя­ки 2, 3, 5, 6 на рис. 8 1,6), входящих во второстепенные циркуляционные кольца, подобен расчету аналогичных стояков в системе с тупиковым движением воды [формула (8.24)1.

Для надежного сохранения расчетной пропорциональ ности распределения воды между стояками в течение отопи­тельного сезона, т. е. для обеспечения горизонтальной устойчивости системы, потери давления в стояках (или вет­вях) должны преобладать: их необходимо принимать не ме­нее 70% общей потери давления в рассчитываемом кольце. Эпюры циркуляционного давления при относительно низ­ком сопротивлении магистралей и высоком сопротивлении стояков схематично даны штрихпунктирными линия­ми на рис. 8.2 и 8.3. Подобный вид сравнительно легко мож­но придать эпюре вертикальной однотрубной системы отоп­ления многоэтажного здания, уменьшая диаметр стояков. В двухтрубной системе для этого потребуется увеличить гидравлическое сопротивление подводок ко всем отопи­тельным приборам. Это делают путем установки на под­водках кранов КРП с дросселирующим устройством (см. рис. 5.13). Последнее, кроме того, способствует повышению вертикальной тепловой устойчивости двухтрубных стояков.

После гидравлического расчета основного и второсте­пенных циркуляционных колец вертикальной системы отопления выполняют дополнительные гидравлические рас­четы отдельных стояков и малых циркуляционных колец.

При гидравлическом расчете стояков вертикальной однотрубной системы каждый стояк рассматривается как один общий расчетный участок. Если применяются унифи­цированные приборные узлы, то потери давления в них определяются по суммам KMC, приведенным в справочной литературе. Лишь для нетиповых стояков в отдельных случаях приходится рассчитывать распределение потоков воды в трубных узлах, состоящих из неравных по диаметру и длине параллельных участков. В таких случаях (рнс. 8.4) предварительно находят расходы воды Gi и G2 в параллель­ных участках (илн их отношение, если общий расход не из­Вестен), используя зависимость расхода воды от проводи -

22*

О) S.

ГСГ

Рис. 8.4. Схемы нетиповых однотрубных узлов а — е ответвлением к прибору, удаленному от стояка; б — с приборами различ­ного вида; S, и Ss — характеристики сопротивления параллельно соединенных участков мажду точками а и б

О/ 0,8 0,4 0,1

"СГ

Лман

Рис. 8.3. Изменение коэффи­циента затекания воды в ото­пительные приборы однотруб­ных стояков с замыкающими осевыми (/) и смещенными (2) участками при движении воды в стояках в количестве Сст сверху вннз (сплошные линии) и снизу вверх (пунк­тирные линии)

Мости участков

Gi_rOj Oi Cr2

Где Oj iTa2 — проводимости параллельных участков между точками А и Б (рис. 8.4), кг/(ч-Па0-5); определяются по формуле (8.16).

При гидравлическом расчете однотрубных стояков с за­мыкающими участками количество воды, затекающее в ото­пительные приборы, рассчитывается отдельно по формуле (8.28) или принимается по значению коэффициента затека­ния воды, указанному в справочной литературе.

Отношение расходов воды в приборе Gnp и стояке GCT называют коэффициентом затекания воды в прибор

(8.28)

A = Gnp/GCI. (8.29)

Следует стремиться к повышению коэффициента затека­ния воды: чем больше а, тем выше будет температура воды в приборе и меньше его площадь.

Значение коэффициента затекания воды зависит преж­де всего от направления движения и расхода воды в стоя­ках: при движении воды сверху вниз а возрастает по мере сокращения ее расхода, при движении воды снизу вверх — уменьшается (рис. 8.5). Поэтому в последнем случае уста­навливают некоторый минимальный расход воды в стояке, при котором еще целесообразно применение замыкающих участков у приборов (GM1IH на рис. 8.5). Например, если диаметр труб стояка, замыкающих участков и подводок 15 мм, то при расходе воды менее 200 кг/ч следует пере­ходить к однотрубному стояку проточному или с трехходо­выми кранами и обходными участками.

Значения коэффициента затекания воды повышаются в следующих случаях: при смещении замыкающего участка от оси стояка (рис. 8.5), увеличении диаметра и сокращении длины подводок к прибору, уменьшении диаметра замы­кающего участка (вследствие этого, например, можно со­кратить GMll,, до 150—170 кг/ч, если замыкающий участок имеет диаметр 15 мм при диаметре труб стояка и подводок 20 мм).

При гидравлическом расчете подводок к приборам одно­трубных стояков с замыкающими участками располагаемое циркуляционное давление, действующее в малом циркуля­ционном кольце, определяется по формуле

Дрр. мал = 2(/?/ + 2)3. у ± ЬРе. мал» (8.30)

Где 2(/?/+Z)3.у — потери давления в замыкающем участке, из­вестные из гидравлического расчета стояка; Дре. Мал—естествен­ное циркуляционное давление в малом циркуляционном кольце но формуле (7.30) или (7.30а); знак плюс соответствует движению воды в стояке сверху вниз, знак минус — снизу вверх.

Если при гидравлическом расчете стояка коэффициент затекания воды а выбран правильно, то потери давления в подводках к приборам должны равняться А/Ор. маЛ по формуле (8.30), т. е. будет достигнута увязка действую­щих давлений. В противном случае находят путем повтор­ных расчетов фактические значения а, необходимые для уточнения площади приборов.

Пример 8.3. Выполним гидравлический расчьт основного цир­куляционного кольца из легких водогазопроводных труб вертикаль-

Рис. 8.6. Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней Разводкой и тупиковым движением воды в магистралях (к примеру 8.3) I — водоструйный элеватор; 2 — воэдухвсборник; 3 н 4 — центры охлаждения воды соответственно в стояках и приборах; ц. н. ™ центр нагревания воды

Ной однотрубной системы водяного отопления трехэтажного зда­ния, присоединенной через водоструйный элеватор к наружным теплопроводам, при параметрах теплоносителя <i=150°C, tr= =95 °С, T0~70 °С. Тепловые нагрузки приборов, стояков н участков (Вт), длины участков указаны на схеме (рис. 8.6). Приборы (радиа­торы РСВ) установлены у остекления световых проемов, присоеди­нены к стоякам без уток со смещенными обходными участками в третьем этаже (с кранами КРТ), с осевыми замыкающими участками во втором и со смещенными замыкающими участками в первом (с кранами КРП) этаже.

Основное циркуляционное кольцо выбираем при тупиковом движении воды в магистралях через стояк 2; длина кольца 56 м (принимая, что правая ветвь системы значительно длиннее левой).

Расчетное циркуляционное давление по формуле (7.38), пренебрегая как незначительной величиной Дре. тр, Лрр = Дрн + Аре. np = 5600-f - -}-980 = 6580 Па, принимая Дря=5600 Па по формуле (6.10) ir оп­ределяя по формуле (7.28) и по таблицам Справочника проекти­ровщика

Дре. np=^S(i600.3+n00.6+1800.9,25)3,6-1,06-1,10 = 980Па при расходе воды в стояке по формуле (7.23)

4500-3,6-1,06-1,10

= 180 кг/ч.

Ст~ 4,187(95—70) Средняя удельная линейная потеря давления по формуле (8.22)

Яс

Принято

0,65-6580

- = 76 Па/м.

56

Результаты гидравлического расчета (по табл. II. 1, II.3 в Справочнике проектировщика) вносим в бланк (табл. 8.3).

Таблица 8.3. Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца вертикальной одиотрубиой системы водяного отопления

Данные по схеме

RI + Z, Па

Rl. Па

В, Кг/ч

Z, Па

Q, Вт

R, Па/м

W, Ч/с

Учас­ток

У Мм

0,355 0,38 0,245 0,16 0,245 0,12 0,245 0,23 0,355 0,42

57 130 83 39 83 23 83 37 57 115

855 650 1162 20 249 12 540 333 114 58

123 840 450 29 24 52 188 272 62 103

978 1490 1612 49 273 64 728 605 176 161

33 000 12 500 4500 4500 4500 12 500 33 000

1320 500 180 120 180 90 180 500 1320 907,5

32 20 15 15 15 15 15 25 32 25

2,0 11,9 15,35 2.3 0,8 7.4 6,4 10,5 1,0 1,2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

15,0 5,0 14,0 0,5 3,0 0,5 6,5 9,0 2,0 0,5

2/=56,0

22 = 2143

6136

IRI=3993

Примечания: I. Расход воды на участке 4 при а —0,33 (по Табл. 9.3) С4 = (1—0,33) 180=120 кг/ч; 2. Расход воды на участке 6 при а = 0,5. <Зв=0,5-180 = 90 кг/ч. 3. Расход воды на участке 10 по формулам (6.12) и (6.15) —

33000-3,6-1,06-1,10 , , ' 4,187 (150-70) =Э°7-5 КГ/Ч'

G10 = Ge—G1 = 1320-

По Справочнику проектировщика проверим правильность вы­бора коэффициентов затекания воды в приборы. По формуле (10.39) найдем для приборов:

На втором этаже Se = 31 -0,64-0,5-1100:1803 = 18,7-10"*; на первом этаже Se =31 -0,64-0,5-1600:1803 = 27,2-!0~4.

Так как полученные значения Se меньше предельных, указан­ных в табл. 10. II, то коэффициенты затекания воды а (см. примеча­ния 1 и 2 к табл. 8.3) могут быть оставлены без изменения.

Запас давления в основном циркуляционном кольце

6580-6136

GjTgO 100=6,75 %

Удовлетворяет условию, выраженному формулой (8.23).

При расчете приняты следующие значения коэффициентов местных сопротивлений на участках (по табл. II. 10—11.15 Спра­вочника проектировщика), причем для смежных участков местное сопротивление тройника отнесено к участку с меньшей тепловой нагрузкой.

Участок 1: задвижка Dy 40............................................. 0,5

22,1=2,0 10,1 1,8 SЈ2=ll,9

Отводы Dy 32, 3 шт............................................................... 0,5-3=1,5

Участок 2: тройник на растекании при G0TB =

= 0OTB/Gcn)= 500:1320 = 0,38 ..........................

Кран пробочный проходной Dy 20 . . ,

Участок 3: тройник на проходе при Gnpox = 180:500 = 0,36

Воздухосборник.......................................

Отводы Dy 15, 4 шт...................................

Тройиик на проходе при 0прох

4,8 1,5 0,8-4 = 3,2 0,7 0,75 4,4 S;3= 15,35

1

Радиатор РСВ при Dy 15......................................

Кран трехходовой Dy 15 при проходе

Участок 4: два тройника на проходе при

. . 2£4=1,14Х Х2»2,3 Г6=о,8

О

Прох -

:1_а=1— 0,33 = 0,67

Участок 5: отвод Dy 15 . . .................................

При

5,4 2,0

Участок 6: тройник на ответвлении

Сотв = 1—0,5 = 0,5 и делении потока то же, при слиянии потоков, , . ,

0,8-2=1,6 4,8 Ч, = 6.4

= 0,36 .

Участок 7: отводы Dy 15, 2 шт.

Тройник на проходе при G,

Прох •

Участок. 8: отводы £>у 25, 2шт....................................... 0,5-2=1,0

Кран пробочный проходной £>у 25 .... 1,7 тройник на противотоке при GOTB = 500:

TOC o "1-3" h z : 1320 = 0,38 ....................................................................... 7,8

2£8=10,5

Участок 9: отвод Dy 32......................................... 0,5

Задвижка Dy40..................................................... 0,5

2£, = 1.0

Участок 10: тройник на ответвлении при

G0гв = 907,5:1320 = 0,7 и делении потока Сю =1,2

Пример 8.4. Определим располагаемое циркуляционное дав­ление и среднюю удетьную линейную потерю давления для гидрав­лического расчета второстепенного циркуляционного кольца одно - s трубиой системы отопления, изображенной на рис. 8.6. • Гидравлический расчет второстепенного кольца через стояк 1 сводится в данном случае к расчету самого стояка 1. Располагаемое циркуляционное давление для расчета стояка 1 определяем по фор­муле (8.26)

ДРр ст. 1 = 2(Я'+2)з-? + (Лре. ст. 1—Дре. ст. г) =

=2726 + (1027 — 980) = 2773 Па,

W Дре. ст. ! = (2500-3+1900-6+

+ 3600.9,25)3,6-1,06-1,10=1027 Па.

Среднее значение линейной потери давления ЯСр вычисляем по формуле (8.22) при 2/= 15,5 м

Яср = 0,65-2773:15,5=116 Па/м.

В результате гидравлического расчета аналогично расчету в примере 8.3 определяем dCT=20 мм, d3 у=^подв='5 мм.

Пример 8.5. Выполним гидравлический расчет малого цирку­ляционного кольца отопительного прибора на втором этаже в сто­яке 2 рассмотренной в примере 8.3 однотрубной системы отопления (рис. 8.7). Расход воды в стояке GCT= ISO кг/ч.

Располагаемое циркуляционное давление в малом кольце опре­деляем по формуле (8.30) при движении воды сверху вниз

Дрр. мал = 2 (Л/+2) з. у + Дре. мал = 49+29 = 78 Па, где 2(W + Z)3. y = 2(tf/ + Z)4 = 49 Па

(по табл. 8.3 исходя нз коэффициента затекания воды в прибор а=0,33);

Ap..«a»=0,5pgft (/вх-/вых)==0,5.0,64.9,81.0,5.18,5=29 Па по формуле (7.30), принимая рвых—рвх=Р (<вх—'вых);

. . Qt 1100-3,6-1,06-1,10 ,„ вх вых—4,187-0,33-180 ~ ' из формулы (4.3).

AyhuM

Рис. 8.7. Схема малого цирку­ляционного кольца в стояке с замыкающими участками вер­тикальной однотрубной сис­темы водяного отопления с верхней разводкой (к примеру 8.5); 1100 — тепловая наг­рузка, Вт

Результаты гидравлического расчета (по табл. II. 1, II.3 в Справочнике проектировщика) вносим в табл. 8.4.

Таблица 8.4. Гидравлический расчет подводок К отопительному прибору на втором этаже (стояк 2) Учас­ток Q, Вт С, кг/ч 1, М ММ Ш, М/с R, Па/м RI, Па И Z, Rid Rt + Z, Па И — 60 2 15 0,081 10 20 14,6 47 67

Значения коэффициентов местных сопротивлений (по табл. 11.10—11.15) в Справочнике проектировщика):

Тройник на ответвлении при а = 0,33 и

Делении потока................................................................................... 11,1

То же, при слиянии потоков................................................ —1,65

Радиатор РСВ при £>у 15.................................................... 0,75

Кран КРП Dy 15 ................................................................... 4,4

2£= 14,6

Получено 2(#/+2)подв<дРр. мал.

Следовательно, действительный коэффициент затекания воды будет несколько больше принятого при расчете. Невязка не пре­вышает 15%, поэтому расчет оставляем без изменения.

Пример 8.6. Выполним гидравлический расчет основного цир­куляционного кольца насосной (элеваторной) двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и попутным движением воды в магистралях из труб по ГОСТ 10704—76* (рис. 8.8) при рас­четной температуре воды /Г=95°С, T0= 70 °С. Отопительные при­боры — стальные панельные радиаторы РСГ-2, размещенные у остекления световых проемов.

Насосное циркуляционное давление, передаваемое в систему через элеватор, составляет Дрн=10 кПа,

T 12S0S ТаЛ Г? г / УЗЕЛ Б

^ //

I) Ст W Ml MS !№ ГуС~1085 Toss _ J Щш

W.

ТёГ

УЗЕЛ Б

X/zlvom

Рис. 8.8. Расчетная схема насосной (элеватор. юи/ flByxTpvfjHOft системы водяного отопления с нижней разводкой и попутным движением воды в магистралях (к при­меру 8.6)

J та {(Vf-® —4=

УЗЕЛ А

Ц. Н.—

А — схема магистралей; б — схема стояка VII (остальные стояки аналогичны по квнструкции и тепловой нагрузке); /, 2, . .—номера расчетных участков; /, II, Номера стояков, Ц. н. — центр нагревания воды

Выбираем основное циркуляционное кольцо через один из сред­них стояков VII и отопительный прибор на первом этаже.

Вычисляем по формулам (7.39) и (7.33) расчетное циркуляцион­ное давление, заменяя р„—рг=Р(<г—'о) 1СМ - формулу (7.26)] и принимая Р=0,64 кг/(м3-С) по табл. 10.4 Справочника проекти­ровщика и />-1= 2,8 м:

Дрр= 10000 + 0,4-0,64-9,81-2,8 (95 — 70) = 10176Па.

Определяем по формуле (8.22) среднее ориентировочное зна­чение удельной линейной потери давления

0,65-10176 123,7

Rc-p~ ~~ТоТ""7— = 53,5 Па/м.

Заполняем в расчетном бланке (табл. 8.5) первые четыре колон­ки, беря показатели со схемы системы (рис. 8.8) и вычисляя расход воды на участках G по формуле (8.2) при f5j= 1,06 и (5а= 1,10. Общая длина участков основного циркуляционного кольца 123,7 м.

По расходу воды на участках выбираем диаметр труб Dy, ори­ентируясь на значение /?ср, записываем в таблицы скорость движе­ния воды W и действительные значения удельной линейной потери давления R. Затем вычисляем линейные потери давления на участ­ках RI.

10176 — 8138 , _ ппп/ Первоначальный запас [offe 100 = 20%.

После уменьшения диаметра участка 17 запас циркуляционного давления в системе

Шо= 10176 (8138+1018) ю Лрр 10176

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участках ма­гистралей и стояка найдена как н для системы в примере 8.3; напри­мер, для подводок к радиатору (участок 10) она составляет:

Крестовина на ответвлении при делении пото­ка _при rf0TBf= 15:25 = 0,59, G0TB = 57:492 = 0,11

TOC o "1-3" h z и G0TB. j = 0OTB........... ................................................................... 15,3

Кран двойной регулировки Dy 15 мм......................................... 14,0

Радиатор РСГ-2 при £>у 15 мм.................................. 1,2

Крестовина наответвленииприслиянии потоков

При d0XB = 0,59, G0TB. i = G0XB. 2 = 0,11 .... —2,4

2Јio = 28, I

В результате расчета для получения равенства (8.23) потре­бовалось уменьшить диаметр участка 17 (устаревшие данные в табл. 8.5 заключены в скобки), так как первоначально был полу­чен запас циркуляционного давления (20%), значительно превышаю­щий 10%.

Пример 8.7. Выполним гидравлический расчет двух второсте­пенных циркуляционных колец системы отопления по условиям

Таблица 8.5. Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца ~ двухтрубной системы водяного отопления Данные по схеме Принято Разница Rl + Z, Па Учас - • ток Q, Вт В, Кг/ч 1, И Мм W, М/с R, Па/м RI, Па Z, Па Rl + Z, Па

1	270 600	10 800	9,0	80	0,56	48	432	0,8	123	555
2	135 300	5400	8,0	65	0,39	30	240	6,8	506	746
3	123 000	4920	8,0	65	0,355	25	200	0,2	12	212
4	110 700	4430	8,0	65	0,32	21	168	0,2	10	178
5	98 400	3930	8,0	50	0,52	78	624	0,2	26	650
6	86 100	3450	6,0	50	0,46	60	360	0,2	21	381
7	73 800	2950	12,0	50	0,39	45	540	0,5	37	577
8	61 500	2460	12,0	50	0,33	31	372	0,5	27	399
9	12 300	493	1,8	25	0,24	42	76	8,4	236	312
10	1 430	57	3,0	15	0,083	12	36	28,1	95	131
И	12 300	493	1,4	25	0,24	42	59	3,4	96	155
12	86 100	3450	6,0	50	0,46	60	360	0,7	72	432
13	98 400	3930	8,0	50	0,52	78	624	0,7	93	717
14	110 700	4430	8,0	50	0,59	98	784	0,7	119	903
15	123 000	4920	8,0	65	0,355	25	200	0,5	31	231
16	135 300	5400	4,0	65	0,39	30	120	5,5	408	528
17	270600	10 800	12,0	(80)	(0,56)	(48)	(576)	(1,4)	(214)	(790)
				65	0,78	116	1392	1,4	416	1808
18	—	7425	0,5	65	0,54	56	28	1,5	213	241
		11 =	123,7						2 (Я/+2)	= 8138

Основное циркуляционное ЛРр

Кольцо через стояк УП и прибор на первом этаже, = 10 176 Па, Яср = 53,5 Па/м

Примера 8.6 и построим этору циркуляционного давления в ее магистралях.

Выбираем вначале второстепенное циркуляционное кольцо че­рез ближний к тепловому пункту стояк / (рнс. 8.8) и отопительный прибор на первом этаже.

Располагаемое циркуляционное давление для гидравлического расчета не общих участков, параллельно соединенных с участками основного циркуляционного кольца, т. е. еще не рассчитанных участков 19—26, определяем путем сложения известных потерь давления на участках от 3 до 11 [применительно к формуле (8.25)]:

Дрр = 2(Я/+ Z)3_n = 2995 Па.

Находим по формуле (8.22)

D 0,65-2995 ЯсР=—60Т - /м>

Н расчет потерь давления иа участках 19—26 заносим в табл. 8.6.

Принято

Таблица 8.6. Гидравлический расчет второстепенного циркуляционного кольца через стояк I двухтрубной системы отопления

Данные по схеме

«С Я. = + Сч т A. or

D, У мм

RI, Па

RI+Z, Па

R, Па/м

G, Кг/ч

Z, Па

Q. Вт

W, М/с

235 90 194 68 56 23 53 74

25 15 25 32 40 50 50 50

311 123 589 452 360 143 425 614

0,24 0,081 0,24 0,305 0,31 0,26 0,33 0,39

42 11 42 48 38 20 31 45

76 33 395 384 304 120 372 540

12 300 1400 12 300 24 600 36 900 49200 61 500 73800

492 56 492 984 1440 1968 2460 2950

1,8 3,0 9,4 8,0 8,0 6,0 12,0 12,0

8.4 28,1 6,9 1.5 1,2 0,7 1,0 1,0

19 20 21 22 23 24 25 26

2/ = 60.2 2995—3017

Невязка

2995

Z(fl/+Z) = 3017 100 = —0,7%, что допустимо.

Затем выбираем второстепенное циркуляционное кольцо через наиболее удаленный от теплового пункта стояк X! и прибор на первом этаже.

Располагаемое циркуляционное давление для гидравлического расчета не общих участков (еще не рассчитанных) этого кольца оп­ределяем, как и ранее, применительно к формуле (8.25) путем ело-

Жения уже известных потерь давления от 9 до 15 участка основ­ного кольца

App = 2(tf/+Z)9_15 = 2881 Па

Вычисляем по формуле (8.22) gg Па/м,

И расчет потерь давления на участках 27—32 заносим в табл. 8.7,

Таблица 8.7. Гидравлический расчет второстепенного циркуляционного кольца через стояк XI двухтрубной системы отопления А: Данные по Схеме Принято Сз С О н О ЯЗ Q. С, Dr W, К, RI, Z, Rl+Z, SM ! + ЕГ T» Вт Кг/ч М Мм М/с Па/м П 1 Па Па 27 49 200 1968 6,0 (50) (0,26) (20) (120) (0,2) (7) (127) 40 0,42 70 420 0,2 17 437 +310 28 36 900 1440 8,0 32 0,45 100 800 0,3 30 830 29 24 600 984 (8,0) (25) (0,45) (131) (1048) (0,3) (30) (1078) 4,0 32 0,303 48 192 0,3 14 203 1 4,0 25 0,45 131 524 — — 524 > —-010 30 12 300 492 9,8 25 0,24 42 412 4,4 123 535 31 1550 62 3,0 15 0,091 14 42 28,1 114 156 32 12 300 492 1,4 25 0,24 42 59 8,4 96 155 21 = 36,2 2 (Rl + Z)-. = 2881 —8

„ 2881—2881 „ Невязка j-^— 100 = 0.

Zoo 1

На рис. 8 9 представлена эпюра циркуляционного давления в магистралях системы отопления, построенная на основании гидрав­лического расчета трех циркуляционных колец через приборы на первом этаже ближнего /, среднего VIJ (см. пример 8.6) и дальнего XI стояков. На рисунке отмечены запас А циркуляционного дав­ления в основном кольце (О. К) системы и невязки Б (—0,7%) и В(0), полученные при расчете не общих участков второстепенных колец соответственно через стояки I и XI.

Из эпюры видно, что разности давления во всех промежуточных стояках обеспечивают необходимое направление движения тепло­носителя. Однако для стояков VIII и особенно IX разности давления в подающей и обратной магистралях слишком велики (по сравнению с разностями в расчетных стояках). Для уменьшения разностей давления изменяем диаметр участков 27 и 29 (см. табл. 8.7, где устаревшие числа заключены в скобки), причем участок 29 состав-

Рис. 8.9. Расчетная эпюра циркуляционного давлен ния в двухтрубной системе отопления с попутным движением воды в магистралях (к примеру 8.6)- А — запас циркуляционного давления; Б к В — не­вязки расчета; 1, 2, ...— номера расчетных участ­ков; I, II, ...— номера стояков Ляем из труб Dy 32 мм (/х= 4,0 м) и Dy 25 мм (/2= 4,0 м). Окон­чательная линия изменения давления в подающей магистрали между стояками VII и X показана на рис. 8.9 пунктиром. Невязка после изменения диаметра участков 27 и 29 составляет

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 [согласно формуле (8.10)1, так как общие участки циркуляционных колец уже рассчи - ( таны. При этом учитывается изменение естественного цир­куляционного давления для приборов, размещаемых на различных этажах.

На рис. 8.10 изображены двухтрубные стояки систем с верхней (рис. 8.10, а) и нижней (рис. 8.10, б) разводками. Двойными линиями отмечены участки (пусть Q2>Qx), потери давления на которых известны из предшествующего расчета циркуляционных колец через приборы на первом этаже. Располагаемое циркуляционное давление для рас­чета дополнительных (не общих) участков, обеспечиваю­щих теплоносителем приборы на втором этаже, параллельно соединенных с рассчитанными участками, составит:

Рис, 8.10. Схемы двухтрубных стояков с расчетными участками в системах водяно» го отопления с верхней (а) и нижней (б) разводками

При верхней разводке

Ьр1р. В = M + 0,4EMpo-Pr); (8.31а)

При нижней разводке

Ар" H=S(#'+2)m+0,4^2(Po-pr), (8.316)

Где Л а — вертикальное расстояние между центрами охлаждения воды в отопительных приборах на втором н первом этажах.

Вторые слагаемые учитывают дополнительное естест­венное циркуляционное давление по формулам (7.34) и (7.39). Видно, что Л/?", <Дрр'в за счет потерь давления на участке I. С другой стороны, расчетных участков в стояках при нижней разводке больше (три участка — о, р и г между точками А и В на рис. 8.10, б — пусть Q3>Qi), чем при верхней (два участка — риг между точками А и Б на рис. 8.10, а). Следовательно, увязка располагаемого и потерянного давления в стояках системы с нижней развод­кой вполне достижима и система поэтому работает более устойчиво. Этим объясняется то, что при насосной цирку­ляции воды в многоэтажных зданиях применяются если не однотрубные, то двухтрубные системы с нижней разводкой, а двухтрубные системы с верхней подающей магистралью используются ограниченно — лишь в малоэтажных зда­ниях,

23 -765

Пример 8,8, Выполним гидравлический расчет труб стояка VII для теплоснабжения отопительных приборов на втором этаже по условиям примера 8.6. Тепловые нагрузки участков стояка и отопительных приборов указаны на рнс. 8.8.

Располагаемое циркуляционное давление для расчета не об­щих участков, параллельно соединенных с участком 10 основного циркуляционного кольца, находим по формуле (8,316), заменяя в ней, как и раньше, р0—рг на Р (/г—10).

При 2 (Rl--Z)I0= 131 Па, Р=0,64 кг/(м3.°С) и Л2= 3,3 м (рис. 8.8) получим

Aft,! н= 131+ 0,4-9,81.3,3-0,64 (95 —70) = 131 + 207 = 338Па.

Определяем по формуле (8,22)

Яср=2^Э=23.Па/м, И расчет потерь давления на участках 33—35 сводим в табл, 8.8,

Таблица 8.8. Гидравлический расчет циркуляционного кольца через стояк VII и отопительный прибор на втором этаже Участок Данные по схеме Принято СО Q, Вт С, Кг/ч 1, М Zy Мм W, М/с R, Па/м R1. Па St Z. Па Rl+Z, Па 8 + Ас* 33 34 35 9440 1085 9440 378 43 378 Соо со со со со 25 15 25 0,185 0,063 0,185 25 4,9 25 83 15 83 1,5 28,1 2,4 25 55 40 108 70 123 21 = = 9,6 Z(Rl+Z)- ==301

Невязка ^tzf^ 100=10,9%, что допустимо.

Гидравлический расчет циркуляционных колец через отопительные приборы, расположенные на вышележащих этажах, выполняют аналогично. При этом потери давления на уже рассчитанных вертикальных участках стояка в рас­полагаемое циркуляционное давление не включают.

При гидравлическом расчете ветвей горизонтальных однотрубных систем необходим предварительный расчет отопительных приборов, так как расчетная длина участков в Ветвях зависит от длины приборов. Длину приборов опре­деляют ориентировочно исходя из значений номинального теплового потока, приведенных в справочной литературе.

Отопительные приборы с трубчатыми нагревательными элементами Dy=15—20 мм включают в каждую горизон­тальную ветвь как последовательно соединенные расчетные участки (см. приборы ветви II на рис. 6.6). Длину проточ­ных отопительных приборов с каналами и трубами Dy= =32—100 мм (приборы ветви / на рнс. 6.6) вычитают из длины ветвей, т. е. они уменьшают расчетную длину соеди­няющих их труб. Расчетная длина труб при приборных уз­лах с замыкающими и обходными участками зависит от расположения этих участков (например, ветви на втором н третьем этажах на рис. 7.24). Если замыкающие участки находятся под приборами (см. рис. 5.10, а), то их длина определяется длиной приборов.

Для придания горизонтальной однотрубной системе многоэтажного здания вертикальной устойчивости при гидравлическом расчете поэтажных ветвей исходят нз усло­вия

А Рвет А ре. макс. (8.32)

Которое означает, что потери давления в горизонтальной ветви не должны быть меньше максимального значения есте­ственного циркуляционного давления, возникающего при охлаждении воды в приборах на верхнем этаже здания [см. формулу (7.35)]. При этом скорость движения воды в тру­бах ветви должна превышать 0,25 м/с для обеспечения на­дежного уноса воздуха.

При гидравлическом расчете ветвей возможны два случая.

1. Основное циркуляционное кольцо выбрано по выра­жению (8.21) и рассчитано через горизонтальную ветвь на первом этаже. Тогда располагаемое циркуляционное дав­ление для гидравлического расчета дополнительных парал­лельных участков,"соединяющих ветвь приборов на втором этаже с горизонтальной ветвью приборов на первом этаже, определяется по формуле (8.31а) или (8.316), причем поте­рей давления на участке т в формуле будет потеря давления во всей горизонтальной ветви на первом этаже.

2. Основное циркуляционное кольцо выбрано и рас­считано через горизонтальную ветвь на верхнем ЛГ-м этаже. Тогда располагаемое циркуляционное давление для гид -

2з* равлического расчета лежащей ниже горизонтальной ветви на (N—1)-м этаже составит

Д/Рр= 2 (Rl+Z)N—0,4GhN (ро —рг), (8.33)

Где 2 (Rl--Z)N — потери давления (ранее вычисленные) на участ­ках, параллельно соединенных с новой ветвью, Па; HN — верти­кальное расстояние между условными центрами охлаждения воды в ветвях на N-М и (N — 1)-м этажах, м.

Невязка потерь давления в параллельно соединенных горизонтальных однотрубных ветвях допустима до 15%.

На основании гидравлического расчета выполняют окон­чательный тепловой расчет отопительных приборов с учетом теплоотдачи труб.