леиия трубных узлов № 1 -133, № 2-96, № 3 -113 (без множителя 10"*)

Определим по табл 10 20 характеристики сопротивления приборных узлов радиатора S =119, конвектора на V этаже по формуле (10 53) 5 = 129 -f + 57 2,35 = 263, для конвектора на IV этаже вычисляем по формуле (10 54) = 139 -f 57 2,35 = 273 и по графику на рис 10 25 находим S =37 (без множителя 10"*)

Характеристика сопротивления стояка по формуле (10.21)

5(133 + 96 -1- 113 5 + 119 3 + 263 + 37) X хЮ* = 1451-10-*.

Так как высота I этажа превышает высоту узла 3 в табл 10 19 (6 м вместо 2,8 м), вносим поправку в характеристику сопротивления стояка по узлу 6 (табл 10 19)

S = [1451 + (6 - 2,8)-28,6] 10-* = = 1543-10"* Па/(кг/ч)

Проводимость стояка по формуле (10 20) а = 100 (1543)" = 2,55 кгДч Па" *)

10.11.3. Окончательный гидравлический расчет системы при выбранной проводимости стояков унифицированной конструкции

Этот расчет заключается в определении расходов воды в стояках и уточнении потерь давления в системе. Расчет проводится по диаметрам участков магистралей, выбранным по значениям S [см. формулу (10 43), где Я определяют по S/„ar (без длины стояка) при 0,ЗАрр].

Пример 10.12. Найдем распределение воды по унифицированным стоякам и потери давления в вертикальной однотрубной системе отопления с тупиковым движением воды в магистралях (рис 10 27), если характеристика сопротивления каждого стояка 5„= 1543 10 * Па/(кг/ч), проводимость о„ = 2,55 кг/(ч Па" ) см пример 10 11, а расход воды в системе = 650 кг/ч Определим также ст, ее контура, предполагая его как контур части системы, состоящей из двух одинаковых частей (пренебрегая сопротивлением тройников)

Характеристики сопротивления пар участков магистралей системы по форму те (10 17)

участков 1-2 при 15 - = 2 10,6(2,7 6,0 -I- 1,0) 10 * = = 365 10 *,

участков 2 3 при 20 - 3 = 2 3,19(1,8 6,0 -(- 1,0) 10 * = = 75,3 10 *,

головных участков при 025 - = 1 23(1,4 35,0 + 4,0) 10 * = = 65,2 10 *Па/(кг/ч)

Crf Ст2 CrJ

1-е, г-елЧ-г z-2s,iX-2

to Ь5п to L

ПРЕДПОЛАГАЕМОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

Рис. 10.27. Схема однотрубной системы водяного отопления со стояками уинфицированиой конструкции и тупиковым движением воды в магистралях (к примеру 10.12)

Коэффициент загекания воды в стояк 2 (считая = 1 0) по формуле (10 25)

«2 = 21.2 = 2,55[(1543 + 365)10-*]-5 = 1,11

Характеристика сопротивления и проводимость контура, замыкающего стояк 3

3 = [1543 + 365 + 75,3(1,0 + 1,11)2]10-* = = 2243,2 10"*; а,з = 100 :2243,2-5 = 2,11.

Коэффициент затекания воды в стояк 3 по формуле (10 25)

аз = 2,55:2,11 = 1,21.

Характеристика сопротивления и проводимость системы по формуле (10 24) при 1а, = 1,0 -1-1,11-1- 1,21 = 3,32

= [(1543 + 365 + 75,3-2,11 + 65,2 х X 3,32)10-*] . 3,32 = 268,8 -10"*, а, = 100.268,8°- = 6,10

Проводимость контура по формуле (10 26) ст, = 6,10 3,32= 1,83

Потери давления в системе по формуле (10 16)

Ар, = 268,8-10"* 650 = 11357 Па

или по формуле (10 19)

Ар, = (650/6,1)2 = 11354 Па

Заданный расход воды в системе распределяется по стоякам

стояк ; С, = 650 1,0 3,32 = 196, стояк 2 0 = 650 1,11 3,32 = 217, стояк J Сз = 650 1,21 3,32 = 237 кг/ч

При системе, состоящей из двух частей, выполняют отдельный расчет каждой части (см пример 10 12) Затем, считая расчет, например, правой части основным (замыкающий контур), находят коэффициент пересчета расхода воды в левой части системы (замыкаемый контур) по формуле (10 25)

При системе, состоящей из четырех частей, выполняют отдельный расчет каждой половины Затем, считая расчет одной половины основным, определяют по той же формуле коэффициент пересчета расхода воды в другой половине системы

10.12. Гидравлический расчет гравитационной системы

Гидравлический расчет гравитационной системы отопления многоэтажного здания, в которой циркуляция происходит в основном в результате охлаждения воды в отопительных приборах [см. первое слагаемое в формуле (10.10)], выполняется по yдeльньfм линейным потерям давления (с использованием материалов и указаний пп 10.7-10.9).

Гравитационная система отопления малоэтажного здания (рис. 10.28), в которой котел помещается на одном уровне с отопительными приборами, называется квартирной и чаще всего выполняется двухтрубной с верхней разводкой. В такой системе расширительный бак присоединяется к главному стояку, помещается в теплом помещении и снабжается переливной трубой 20 мм, которая выводится в раковину. Полезный объем бака, л, принимается по формуле

Kp6=l,7Q, (Кр, = 2ее), (10.55)

где тепловая мощность системы отопления, кВт (тыс.ккал/ч)

Уклон труб г = 0,01 делают в таком направлении, чтобы удалять воздух через расширительный бак и опорожнять систему близ котла.

Гидравлический расчет гравитационной квартирной системы, в которой циркуляция происходит в основном под влиянием охлаждения воды в трубах [см. второе слагаемое в формуле 10.10)], выполняют в два этапа.

На первом этапе, задаваясь величиной расчетного циркуляционного давления в системе и расходом воды на ее участках, выбирают диаметр труб. На втором этапе после теплового расчета труб определяют действительную величину естественного циркуляционного давления, возникающего при охлаждении воды в трубах, и выявляют необходимость уточнения предварительно сделанного гидравлического и теплового расчетов.

Расчетное циркуляционное давление Ар, Па (кгс/м без множителя д), для предварительного гидравлического расчета гравитационной квартирной системы водяного отопления находят по эмпирическим формулам [с учетом формулы (10.15)]:

для двухтрубной системы

Арр = ЬКЦ + Л,) + gh,{t, - Го); (10.56)

2000

2500

1500

§ S31,

cO.Oi

ffSJ

1/63

Рис. 10.28. Схема квартирной двухтрубной системы водяного отоплении с естесгвеииой циркуляцией

/-котел, 2-отопительный прибор, 3 расширительный бак, 4-переливная труба, ц н~центр нагревания в котле, вертикальные шфихнунктирные линии-оси межкомнатных перегородок

для однотрубной системы

Арр = bmjl ± РЛДГ, - ?о), (10.57)

где /ij. - вертикальное расстояние от условного центра нагревания воды в котле (принимается на 150 мм выще уровня колосниковой решетки или горелки) до верхней горизонтальной трубы, м; /-горизонтальное расстояние от главного стояка до расчетного, м, S/-общая длина последовательно соединенных участков расчетного циркуляционного кольца, м, 6-коэффициент, равный при неизолированных трубах или тепловой изоляции только главного стояка - 3,9 (0,40), при изолированных главном стояке и обратной магистрали-3,3 (0,34), при всех изолированных трубах-1,6 (0,16)

Второе слагаемое получает знак плюс, если центр охлаждения воды в отопительных приборах выше условного центра нагревания воды в котле, и минус-если ниже.

Первое слагаемое в формулах (10.56) и (10.57) ориентировочно выражает естественное циркуляционное давление, возникающее от охлаждения воды в трубах. Для его увеличения рекомендуется уменьшать охлаждение воды в главном стояке и нижних горизонтальных трубах и, наоборот, увеличивать охлаждение воды в верхних горизонтальных трубах, а также располагать котел ниже отопительных приборов (не поднимая приборы над полом выше обычного уровня).

Основное циркуляционное кольцо при гидравлическом расчете гравитационной квартирной системы отопления выбирается по правилу, приведенному в п. 10.9, с использованием формулы (10.32). Гидравлический расчет проводится по способу, изложенному в п. 10.9, причем расход воды на участках цирку-

ляционного кольца определяют по формуле (10.28) в предположении, что теплопотери каждого помещения возмещаются только через отопительные приборы при охлаждении воды в них на 20°С

После выбора диаметра всех труб вычисляют теплопередачу в помещения каждого участка труб и находят температуру воды в конце каждого участка (начиная от котла и считая там = t) по формуле

к = ?н-Чч (10 58)

где Гу-понижение температуры воды по длине / участка

cG.,

(10 59)

здесь 1 - теплопередача 1 м трубы н помещение с температурой t, принимается по табл II 22 в зависимости от разности температуры t - (на коротких участках допускается расчет по - tj, G-расход воды на участке, кг/ч, берется из предварительного гидравлического расчета

Далее рассчитывается действительное естественное циркуляционное давление в основном кольце системы по формулам (10.11) и (10 15). При сопоставлении его с потерей давления в этом же кольце, полученной в результате предварительного гидравлического расчета, возможны случаи:

а) Е(Л/ + Z) = (0,85 - 1,0)Ард-предварительные гидравлический и тепловой расчеты оставляют без изменения;

б) 5:(Л/ + Z) = (0,7 - 0,85)А/?д или Z(i?/ + -I-Z) = (1,0-1,15) А/?д - требуется изменение предварительного гидравлического расчета, однако тепловой расчет может не уточняться;

в) 0,7А/?д > Т{Я1 + Z) > 1,15А/?д-требуется изменение и гидравлического и теплового расчетов системы

Площадь нагревательной поверхности отопительных приборов рассчитывается на основании известных из теплового расчета труб величин: теплоотдачи трубами Q и температуры воды t, поступающей в приборы Тепловая нагрузка отопительного прибора бцр, Вт (ккал/ч), составляет

Q„p = Q„-0,9e,p, (10 60)

где расчетные теплопотери помещения,

Qp = Sj/-теплоотдача трубами в пределах помещения

Средняя расчетная температура воды в отопительном приборе

2cG„„

где Gnp-расход воды в отопительном приборе, кг/ч, берется из гидравлического расчета, pj и р2~ поправочные коэффициенты (см п 9 4).

Пример 10.13. Выполним гептогидравлический расчет гравитационной квартирной двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой (см рис 10 28) при расчетной температуре воды 1 - 95°С, 1„ = 70°С Середина высоты отопительных приборов находится над условным ценIром нагревания воды в котле. Л; = 0,2 м Тепловые нагрузки Q. В г, приборов и участков даны с учетом коэффициентов Pi и Главный стояк системы покрывается тепловой изоляцией (г„, = 0,75) Расчетная температура воздуха в помещениях = 18°С

Выбор основного циркуляционного кольца. Определим расчетное циркуляционное давление по формуле (10 56) в двух циркуляционных кольцах через дальний и средний отопительные приборы

Ар = 3,9 • 3,15(7 + 3,15) -Ь 0,64 9,81 0,2(95 -

- 70) = 156 Па;

Арр = 3,9-3,15(3 + 3,15) + 0,64-9,81 -0,2(95 -

- 70) = 107 Па.

Находим по формуле (10 32) возможную среднюю потерю давления по длине 1 м каждого циркуляционного котьпа

156 107

A/f = = 8,4, Apl = = 8,4 Па/м.

3d основное принимаем циркуляционное кольцо через средний отопит етьный прибор

Предварительный гидравлический расчет системы.

Вычислим среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давленш в основном циркуляционном ко тьце по формуле (10 33)

0,5-107

12,6

= 4,2 Па/м.

Подбираем диаметр тегких труб исходя из расхода воды на учасгках, найденного в предположении, что теплопотери помещений возмещаются lOjibKo отопительными приборами при охлаждении воды в них на 20°С, по способу, рассмотренному в п 10 9

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений (по табл II 10) Участок /

внезапное сужение 0,5

отвод Х)у20 мм при W = 0,077 м/с 1,2

Участок 2

тройник па ответвлении при С„„ - 1,0

2Ci = 1,7

2 = 2,3

Участок 3

тройник на ответвлении при С„тт, = 0,5 и J = 0,74

Участок 4

тройник на растекании при = 0,5 кран двойной регулировки 0,15 мм утка i)yl5 мм при w = 0,035 м/с вход в радиатор при 015 мм и w = 0,035 м/с

3 = 2.0

6,3 4,0 2,4 1,6

5:4 = 14,3