Расчет теплопотерь и составление тепловых балансов помещений

 

В холодное время года каждое помещение жилого здания теряет теплоту при теплопередаче через наружные ограждения. Эти потери называют трансмиссионными. Так же, но в меньшей степени теплота помещения теряется черезвнутренние ограждения, отделяющие данное помещение от смежных с более низкой температурой воздуха.

Кроме того, теплота расходуется на нагревание наружного воздуха, который проникает (инфильтруется) в помещение через неплотности наружных ограждений естественным путем (за счет разности давлений наружного и внутреннего воздуха, а также под действием ветра) и за счет работы системы вытяжной вентиляции квартир. Инфильтрация происходит через неплотности и щели в конструкциях окон, балконных дверей, через наружные и внутренние двери, а также через стыки стеновых панелей. Инфильтрацию воздуха через оштукатуренные кирпичные и крупнопанельные стены можно не учитывать из-за их высокого сопротивления воздухопроницанию.

В установившемся (стационарном) режиме потери теплоты равны ее поступлениям в помещение от людей, бытового оборудования, источников искусственного освещения. Такие теплопоступления называют бытовыми.

Учёт всех перечисленных составляющих потерь и поступления теплоты необходим для определения дефицита или избытка ее в помещении. Избыток теплоты (+D Q) обычно ассимилируется системой вентиляции. Наличие дефицита теплоты (-D Q) указывает на необходимость устройства в помещении отопления.

Для определения расчётной тепловой мощности отопительных приборов и системы отопления всего жилого здания Q _h составляется баланс расходов теплоты для каждого помещения при расчётных условиях наружного воздуха в холодный период года:

                                                  ,                             (1.8)

где Q _tr – трансмиссионные теплопотери, Вт;

Q _inf     – расход теплоты на нагревание наружного воздуха, поступающего в помещение путем инфильтрации, Вт;

Q _int    – бытовые поступления теплоты, Вт.

Трансмиссионные теплопотери через отдельные ограждающие конструкции определяются по формуле:

                                           ,                     (1.9)

где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м², правила обмера которой приведены в Приложении 2, рис. П2.1;

К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/м^2оС;

t _р – расчетная температура воздуха в помещении, ^оС;

t_ext – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода - при расчете потерь теплоты через наружные ограждения; температура воздуха более холодного помещения - при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения, ^оС;

n – коэффициент, принимаемый по табл. П1.7 Приложения 1 в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

b – поправка, учитывающая добавочные потери теплоты (в долях от основных потерь).

Поправка к основным потерям теплоты b учитывает:

· ориентацию ограждения.

Для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, дверей и окон, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад b = 0,1; для ограждений, обращенных на юго-восток и запад b = 0,05;

· наличие двух и более наружных стен.

Принимается в размере двух градусов к температуре внутреннего воздуха, или в виде добавки b = 0,015 на каждую наружную стену.

· скорость ветра.

При скорости наружного воздуха V   ³   5 м/с принимается в размере b = 0.01.

· высоту помещения (кроме лестничных клеток).

На каждый 1 метр высоты ограждения выше четырех метров поправка b = 0.015.

· частоту открывания входных наружных дверей лестничных клеток:

- для одинарных дверей поправка b = 0.21 Н;

- для двойных дверей без тамбура b = 0.27 Н;

- для двойных дверей с тамбуром b = 0.31 Н;

- для тройных дверей с двумя тамбурами между ними поправка b = 0.29 Н.

Здесь Н - высота здания, м, отсчитываемая от уровня земли до карниза кровли.

Затраты теплотынанагревание воздуха, инфильтрующегося в кухни, определяют по зависимости:

                               Q_inf = 0,278 × S G_inf c(t_p – t_ext)k, Вт,                  (1.10)

где c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1.005 кДж/кг°С;

k – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях, равный: 0.8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1 – со спаренными переплетами;

S G_inf – массовый расход воздуха, инфильтрующегося через неплотности наружных ограждений за счет разности давлений воздуха внутри и снаружи ограждения, кг/ч,

                                           . (1.11)

Здесь А₁, R _{u 1}  – соответственно, площадь, м², окон и балконных дверей и сопротивление их воздухопроницанию, м²_·ч/кг; A₂, R _{u 2}  – то же, наружных и внутренних дверей (R _{u 2} следует принимать равным: для дверей помещений – 0.3, для дверей при входе из коридоров на открытые пожарные лестницы или лоджии – 0.47);

Dр₁, Dр₂ – разность давлений воздуха, Па, на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, окон и наружных дверей i –го этажа, рассчитываемая по формуле

Dр _i = g(H – h_i)(r _ext – r _p) + 0,5 ρ_ext v ² (c _еп – с_ер) k ₁ – р _int,      (1.12)

Н - высота здания, м, от уровня земли до верха карниза;

h_i - расчетная высота, м, отсчитываемая от уровня земли до верха окон и дверей i –го этажа;

       с_вп, с_вр - аэродинамические коэффициенты, соответственно, для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания; для отдельно стоящих плоских сплошных конструкций с_вп = 0.8; с_вр = -0.6;

p_int - условно-постоянное давление воздуха, Па, в помещениях (зданиях), имеющих системы вентиляции с искусственным побуждением; при расчете р _int, учитывается дисбаланс масс воздуха, подаваемых и удаляемых этими системами из помещения; в частности, в жилых зданиях с естественной вытяжной вентиляцией, не компенсируемой приточным воздухом, принимается равным 0.

k ₁ – коэффициент, учитывающий изменение скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания.

 

Для жилых комнат определяют затраты теплоты Q_,а на нагрев приточного (вентиляционного) воздуха, количество которого нормируется по [1]

                                    ,                                   (1.13)

где  - нормативный объемный расход вентиляционного воздуха (при естественной вентиляции), не компенсируемый подогретым приточным воздухом, , м³/ч;

A_f – площадь пола жилого помещения, м²;

ρ _ext – плотность наружного воздуха, кг/м³.

Бытовые поступления теплоты для жилых помещений и кухни определяют по формуле

                                          ,                                     (1.14)

где  – величина бытовых тепловыделений на 1 м² площади жилых помещений и кухни, Вт/м², принимаемая для:

· жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (при расчетной заселенности квартиры 20 м² общей площади на человека и менее) =17 Вт/м²;

· жилых зданий без ограничения социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 45 м² общей площади на человека и более) =10 Вт/м²;

· других жилых зданий - в зависимости от расчетной заселенности квартиры по интерполяции величины  между 17 и 10 Вт/м².

 

Пример 3. Выполнить расчет теплопотерь помещений 2 этажа трехэтажного жилого дома для г. Казани. План типового этажа здания показан на рис.8. Главный фасад здания (со стороны входной двери) ориентирован на Юг.

Наружные климатические условия и параметры внутреннего воздуха соответствуют значениям, приведенным в Примере 1. Расчетные коэффициенты теплопередачи ограждений сведены в табл.1.3.

Таблица 1.3

Наименование ограждения	Обозн.	R r, м2оС/Вт	к = 1 / R r, Вт/м2оС
Наружная стена (см. Пример 2)	НС	3.52	0.284
Внутренняя стена	ВС	0.40	2.500
Чердачное перекрытие	Пт	3.61	0.277
Перекрытие над холодным подвалом	Пл	4.46	0.224
Окна с тройным остеклением в раздельных деревянных переплетах	ТО	0.55	1.828
Балконная дверь с тройным остеклением	БД	0.55	1.828
Входная дверь лестничной клетки	ВД	1.74	0.575

Габариты ограждающих конструкций определяем по правилам обмера, приведенным в Приложении 2. Размеры окон в просвет составляют - 1.5´1.5(h) м, балконных дверей - 0.7´2.1(h) м. Расчетную высоту наружных стен принимаем:

· для 1-го этажа (от низа перекрытия над подвалом до уровня чистого пола 2-го этажа) h = 3.8 м;

· для 2-го этажа (по отметкам чистого пола между этажами) h = 3.3 м;

· для 3-го этажа (от уровня чистого пола 2-го этажа до верха покровного слоя чердачного перекрытия) h = 3.55 м.

Для упрощения вычислений при расчете трансмиссионных потерь теплоты площадь окон и дверей из площади стен не вычитаем, а величину коэффициентов теплопередачи кТО, кБД и кВД принимаем уменьшенной на величину кНС (наружной стены). Суммарные теплопотери помещения при этом не меняются.

 Теплопотери коридоров, ванных комнат и санузлов отдельно не рассчитываем, а относим к смежным жилым помещениям и кухням, суммируя габариты их ограждающих конструкций. В жилых зданиях с системой центрального горячего водоснабжения это допустимо, поскольку необходимый догрев воздуха ванных комнат до нормируемых 25°С обеспечивается теплоотдачей от полотенцесушителей.

Величину добавочных теплопотерь b принимаем:

· для наружных стен, балконных дверей и окон, обращенных на Север и Восток – в размере 0.1; на Запад – в размере 0.05;

· для конструкции наружной двери лестничной клетки (двойные двери с тамбуром между ними) - в размере b = 0,27 Н при расчетной высоте здания Н =10.65 м.

Расчетная разность давлений для определения затрат теплоты на нагрев воздуха, инфильтрующегося в кухни каждого этажа, составляет:

Dр _1эт = 9.81(10.65 – 2.7) (1.46 – 1.21) + 0,5×1.46× 4.3²(0.8 – (-0.6)) 0.5 = 28.9 Па,

Dр _2эт = 9.81(10.65 – 6.0) (1.46 – 1.21) + 0,5×1.46× 4.3²(0.8 – (-0.6)) 0.65 = 23.7 Па,

Dр _3эт = 9.81(10.65 – 9.3) (1.46 – 1.21) + 0,5×1.46× 4.3²(0.8 – (-0.6)) 0.65 = 15.6 Па,

Для окон лестничной клетки теплопотери на инфильтрацию рассчитываем с учетом разности давления воздуха Dp на уровне расположения верха каждого окна по высоте здания:

Dр _1лк = 9.81(10.65 – 4.5) (1.46 – 1.22) + 0,5×1.46× 4.3²(0.8 – (-0.6)) 0.5 = 23.9 Па;

Dр _2лк = 9.81(10.65 – 8.3) (1.46 – 1.22) + 0,5×1.46× 4.3²(0.8 – (-0.6)) 0.65 = 17.8 Па.

Бытовые теплопоступления в жилых помещениях и кухне определяем по формуле (1.14), применяя норму теплопоступлений на 1м² площади пола в размере =17 Вт/м².

Результаты расчета затрат теплоты на инфильтрацию, значения теплопоступлений и балансы теплоты в помещениях жилого дома, полученные по формуле (1.8), приведены в графе 17 табл. 1.4.

 

 

1.6 Расчет отопительных приборов

Отопительные приборы системы отопления представляют собой поверхностные теплообменники, с помощью которых осуществляется теплопередача от теплоносителя в отапливаемые помещения.

При выборе вида и типа отопительных приборов учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-строительную планировку и особенности теплового режима помещения, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели приборов.

Основная характеристика прибора – номинальный условный тепловой поток Q _н.у, Вт/м² или Вт/секц. Он представляет собой теплоотдачу 1 м² поверхности прибора или одной его секции, полученную при стандартных сертификационных испытаниях прибора. Стандартными считаются следующие условия испытаний:

· температура греющего теплоносителя на входе в прибор t_г = 105 °С;

· температура теплоносителя на выходе из прибора t_о = 70 °С;

· температура окружающего воздуха t_int = 18 °С;

· разность средних температур теплоносителя и воздуха (температурный напор прибора)

^оС;

· расход теплоносителя через прибор - 0,1 кг/с (360 кг/ч);

· атмосферное давление - 1013 гПа (101300 Па).

В табл. П2.3 Приложения 2 приведены тепловые характеристики некоторых отопительных приборов, рекомендуемых для использования в жилых зданиях.

Расчет отопительных приборов сводится к определению либо числа секций (элементов) радиатора, либо типа панельного радиатора и конвектора, нагревательная площадь поверхности которых может обеспечить передачу в помещение теплового потока не менее требуемого Q_пр.

Исходными данными для расчета отопительного прибора являются потери теплоты помещением (дефицит теплоты -D Q = Q_пр), расчетные температуры теплоносителя на входе и выходе из системы отопления, требуемая температура воздуха помещения и расчетная температура наружного воздуха.

Определяют теплоотдачу труб стояка и подводок, открыто проложенных в пределах помещения:

                                           Q _тр = q _в l _в + q _г l _г  ,                                    (1.15)

где q _в и q _г – теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м (табл. П2.2 Приложения 2);

l _в и l _г – длина труб в пределах помещения, м.

 

Необходимая теплоотдача прибора определяется по формуле:

                                              ,                                   (1.16)

где Q _пом - требуемая тепловая нагрузка на отопительном приборе, Вт, равная теплопотерям помещения.

Минимальное число секций N радиатора или требуемая площадь поверхности нагрева F несекционного прибора находятся из формулы:               

                                                 ,                           (1.17)

где Q _н.у - номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора или 1 м² поверхности прибора, Вт/секц (Вт/м²), см. табл. П2.3 Приложения 2;

Q _нт - требуемый номинальный тепловой поток для выбора типоразмера прибора;

     - коэффициент, учитывающий способ установки прибора (Прил. 2, табл. П2.4);

 коэффициент, учитывающий число секций в приборе (Прил. 2, табл. П2.4); для несекционных приборов .

Величина требуемого номинального теплового потока прибора Q _нт должна учитывать отклонения реальных условий эксплуатации прибора от стандартных

                                            ,                                       (1.18)

где j _к  - комплексный коэффициент приведения к действительным условиям эксплуатации

                                          ,                         (1.19)

Здесь D t _ср - средний температурный напор прибора, ^оС;

G _пр – расход воды, проходящей через прибор, кг/ч;

п, р, - экспериментальные числовые показатели для конкретного типа прибора, определяемые по табл. 2.3 Приложения 2.

Средний температурный напор прибора D t _ср определяется по формуле:

                                                           ,                                (1.20)

где t _ср – средняя температура воды в отопительном приборе. ^оС.

Для двухтрубных систем D t _ср допустимо определять как

                                        ,                                (1.21)

где t _г и t _о – расчетные температуры теплоносителя в подающем и обратном теплопроводах системы, ^оС;

Средняя температура воды в приборе при однотрубной схеме рассчитывается по формуле

                                      ,                 (1.21)

где D t _пр – расчетный перепад температуры воды в приборе, ^оС;

b ₁ – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь (сверх расчетной) приборов, принятых к установке (табл. П2.4 Приложения 2);

b ₂ – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения отопительных приборов у наружных стен (табл. П2.4 Приложения 2).

t _вх – температура воды, входящей в прибор, с учетом падения температуры по длине подводящих теплопроводов, ^оС:

                                ,                     (1.23)

где SD t _м – суммарное понижение температуры воды на участках подающего магистрального теплопровода от начала системы до рассматриваемого стояка (стр.45 [6]);

SD t _пот – понижение температуры воды на участках стояка до расчетного прибора;

                                                     S .                     (1.24)

Расход воды, проходящей через прибор, рассчитывается по формулам:

· для двухтрубных систем

                                                       ;                          (1.25)

· для однотрубных систем (с учетом коэффициента затекания a и расхода воды G _ст в стояке или ветке)

                                               .                  (1.26)

Значения коэффициентов затекания воды в приборных узлах однотрубных стояков принимаются по табл. 9.3 [6].

Пример 4. Определить число секций радиаторов типа МС-140-108 для жилого дома. В здании принята двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя .

Приведем расчет приборов для помещения,теплопотери которго составляют Q _пом = 1520 Вт. Приборы для остальных помещений будут рассчитаны аналогичным образом.

· Теплоотдача труб стояка и подводок, открыто проложенных в пределах данного помещения, согласно (1.15) Q _тр = 250,8 Вт.

Необходимая теплоотдача прибора в рассматриваемом помещении составит:

                               Вт.

 

Средний температурный напор прибора при двухтрубной схеме по формуле (1.21)

                                       ^оС.

Расход воды, проходящей через отопительный прибор, из формулы (1.25) составит

                             39.24 кг/ч.

Рассчитываем комплексный коэффициент приведения по формуле (1.19):

.

 

Требуемый номинальный тепловой поток для выбора типоразмера прибора (1.18)

                                           Вт.                                 

Минимальное число секций чугунного радиатора определяем по формуле (1.17):               

                                   секций,                        

(при открытой установке =1; для радиаторов из 5¸10 секций =1).

 

1.7. Общие положения по гидравлическому расчету систем отопления

Гидравлический расчет СВО в соответствии с законами гидравлики выполняется по следующему принципу: действующая в системе разность давления (насосного и естественного) полностью расходуется на преодоление сопротивления движению. Расчет заключается в подборе по сортаменту таких диаметров труб, при которых подается расчетное количество теплоносителя в отопительные приборы системы.

Гидравлический расчет выполняют по аксонометрической схеме системы, на которой выявляют циркуляционные кольца, делят их на участки, наносят значения тепловых нагрузок (расходов воды).

Вначале подбирают диаметры трубы и определяют потери давления в них при перемещении расчетного количества воды по наиболее энергоемкому направлению, т.е. имеющему наибольшую длину и проходящему через самый нагруженный стояк или прибор. Такое направление называют главным циркуляционным кольцом (ГЦК).

Второй этап расчета заключается в подборе диаметров труб других циркуляционных колец, частично содержащих уже подобранные участки ГЦК и участки ответвлений. Диаметры ответвлений принимаются такими, чтобы потери давления при перемещении расчетных расходов воды по этим участкам были равны располагаемым давлениям в точках магистрали ГЦК, где эти ответвления присоединяются. При расчетах стремятся, чтобы потери давления по всем циркуляционным кольцам системы были одинаковы.

Располагаемое давление, действующее в циркуляционном кольце системы отопления, запишется:

,                         (1.27)

где   - давление, создаваемое насосом или смесительной установкой, Па;

- естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

- естественное циркуляционное давление, возникающее за счет охлаждения воды в трубах, Па.

Для вертикальных однотрубных систем отопления Б = 1,0; для горизонтальных однотрубных и для двухтрубных систем Б = 0,4.

Насосное циркуляционное давление  выбирается:

а) при независимой схема присоединения системы отопления – равным потерям давления в системе при предельно допустимой скорости движения воды в трубах;

б) при зависимой схеме присоединения без смешения – равным разности давлений в наружных теплопроводах Р ₁ – Р ₂ в месте их ввода в здание;

в) при зависимой схеме со смешением выбирают исходя из располагаемой разности давлений Р ₁ – Р ₂ и коэффициента смешения. В практических расчетах для этой схемы пользуются следующим соотношением:

                                           (1.28)

где S l – сумма длин расчетных участков циркуляционного кольца, м.

Естественное циркуляционное давление определяется по формулам:

· в вертикальной однотрубной системе при N приборах в стояке, входящем в расчетное кольцо 

                                                               (1.29)

где Q_i   - необходимая теплоотдача теплоносителем в помещение, Вт;

h_i - вертикальное расстояние между условными центрами нагрева воды в тепловом пункте и охлаждения в стояке для i -го прибора, м;

b   - среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1°С (табл. 10.4 [6 ];

b ₁, b ₂ - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещении (Табл. 9.4; 9.5 [6]);

G _ст.  - расход воды в стояке, определяемый по формуле (1.25), кг/ч, с учетом поправочных коэффициентов b ₁  и b ₂

                                                                                    (1.30)

· в горизонтальной однотрубной, а также в кольцах двухтрубных систем

                                                    ,                             (1.31)

где h_i - вертикальное расстояние между условными центрами нагрева воды в тепловом пункте и охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже здания, м.

Естественное циркуляционное давление  учитывается только в системах отопления с верхней разводкой. Для его определения можно воспользоваться следующими эмпирическими зависимостями:

·   для двухтрубных систем

                                                 ;                             (1.32)

· для однотрубных систем

                                                    ,                         (1.33)

где l – расстояние по горизонтали от главного стояка до расчетного, м;

 a – показатель степени; для 1 этажа a = 0.2, для каждого последующего уменьшается на 0.02.

Гидравлический расчет системы выполняют двумя способами:

· по удельным потерям давления, исходя из принятого расхода воды в трубах, по которому подбирается их диаметр;

· по характеристикам гидравлического сопротивления и проводимостям, исходя из выбранного диаметра труб, кода определяется расход воды в них.

 Перепад температуры воды в стояках или ветвях системы в первом случае принимается равным D t_сист, а во втором случае – переменным (допустимое отклонение ± 7°С при D t_сист до 45°С).

 

Гидравлический расчет системы отопления по удельной линейной потере давления

 

При подборе диаметра труб в главном циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды на участках и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления, определяемого по формуле

 , Па/м.                                          (1.34)

Задавшись диаметром d трубы и определив по формуле (1.30) количество воды на расчетном участке, по таблице II.1 прил. II [6] определяют скорость движения воды V, м/с и фактическое значение удельного сопротивления R. При этом оно должно быть близко по величине к ранее определенному значению R _ср.

Потери давления на трение на расчетном участке рассчитывают по формуле

                                        D Р_тр = R ´ l  Па.                                           (1.35)

Далее, по табл. II.10¸ II.19 прил. II [6] определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений (КМС) на расчетном участке . Местные сопротивления на границе 2-х участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом теплоносителя.

По значению  и скорости воды на участке V рассчитывают потери давления на местные сопротивления

                                               , Па.                                  (1.36)

Величину Z  можно  также  определить  из табл. П2.5 и П2.6 Приложения 2.

Суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца å(Rl + Z) сравнивают с величиной расчетного располагаемого давления в системе отопления D Р_р. Расхождение между ними при тупиковом движении теплоносителя не должно превышать 15%. Невязка между сопротивлениями ГЦК и каждого «малого» циркуляционного кольца допустима не более 25%.

Пример 5. Выполнить гидравлический расчет двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой (рис. 13). Расчетная температура теплоносителя равна t _г = 95°С; t _o = 70°C. Отопительные приборы – стальные панельные радиаторы типа РСВ. Система отопления присоединена по независимой схеме через водоподогреватель к наружным тепловым сетям.

 

Так как схема движения воды в магистральных теплопроводах принята тупиковой, то главное циркуляционное кольцо проходит через наиболее удаленный стояк 5 (наиболее удаленный и нагруженный).

Система отопления с водоподогревателем может быть с насосным или естественным побуждением, определим какая же система будет в рассматриваемом примере. Это зависит от радиуса действия системы и от величины удельной линейной потери давления.

Радиус действия системы отопления составляет 19 м, что меньше допустимой длины циркуляционного кольца в естественных СВО (l _ГЦК £ 30 м при R _ср > 4 Па/м). По данному признаку система отопления может быть с естественной циркуляцией теплоносителя. Определим величину естественного циркуляционного давления по формуле (1.31):

 0,64 Z 9,8 Z 3,0 (95 – 70) = 470,4 Па.

Рис. 13. Расчетная схема двухтрубной системы отопления

 

Длина циркуляционного кольца, проходящего через стояк 5, составляет S l = 75,5 м. Тогда по формуле (1.34):

= 3,14 Па/м < 4 Па/м.

Следовательно, величина естественного давления недостаточна для преодоления сил трения и местных сопротивлений. Поэтому необходимо установить насос и данная система будет с искусственной циркуляцией.

Насосное циркуляционное давление в среднем составляет = 10 кПа.

Расчетное циркуляционное давление определим по формуле (1.27):

 

 = 10000 +0,4 Z 470,4 = 10188 Па.

Определяем по формуле (1.34) среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления

= 87,7 Па/м.

Вычисляем расходы воды на участках по формуле (1.30) при b₁= 1,06 и b₂ = 1,10.

Заполняем в расчетном бланке (табл. 1.5) первые четыре колонки, беря показатели со схемы системы (рис. 11).

По табл. прил. 2, стр. 212 [6] по расходу воды на участках выбираем диаметр труб d _у, ориентируясь на значение , записываем в табл. 1.5 скорость движения воды V и действительные значения удельной линейной потери давления R. Затем вычисляем линейные потери давления на участках.

Суммы коэффициентов местных сопротивлений на участках магистралей и стояка находим по таблицам 11.10; 11.11 и 11.12 [6] или по табл. П2.5 и П2.6 Приложения 2:

Участок 1.

выход из прибора	= 0,3
крестовина поворотная	= 3
	= 3,3.

Участок 2.

вентиль d = 25	= 9
кран пробковый d = 25	=1
отвод d = 25	=0,6
тройник проходной	=1
	= 11,6.

Участок 3.

вентиль d = 25	= 9
тройник поворотный	= 1,5
	= 10,5

Участок 4.

тройник поворотный

= 1,5

Участок 5.

три отвода d = 40

= 0,4 ´3=1.2

Участок 6.

тройник поворотный	= 1,5
вентиль d = 32	= 0,5
	= 2

Участок 7.

внезапное сужение	= 0,5
вентиль d = 32	= 0,5
отвод d = 32	=0,2
тройник поворотный	=1,5
	= 2,7

Участок 8.

отвод d = 40

= 0,5

Участок 9.

тройник поворотный

= 1,5

Участок 10.

вентиль dy = 32	= 0,5
тройник поворотный	=1,5
	= 2

Участок 11.

тройник проходной	= 1
отвод dy = 15	= 0,6
вентиль dy = 15	= 15,9
	= 16,5

Участок 12.

крестовина поворотная	= 3
кран двойной регулировки	= 4
вход в прибор	= 0,3
	= 7,3

 

По скорости и по сумме коэффициентов местных сопротивлений по табл. 11.3 [6] находим потери давления на местные сопротивления Z. Данные записываем в табл. 1.5.

Определяем суммарные потери давления в кольце по стояку 5:

 

S(Rl + Z) = 9703,1 Па.

Запас давления:

 = 4,76 %, что является допустимым.

Переходим к расчету кольца, проходящего через стояк 6. Располагаемое давление для этого стояка будет равняться потерям давления на участках 1, 2, 11, 12, т.е.

=S(Rl + Z)_{уч.1,2,11,12}= 7,22 + 705,7 +646,5 + 14,6 = 1639 Па.

 

Расчет ведем аналогично расчету кольца через стояк 5.

Коэффициенты местных сопротивлений:

Участок 1¢.

выход из прибора	= 0,3
крестовина поворотная	= 3
	= 3,3

Участок 2¢.

вентиль dy = 15	= 3
тройник поворотный	= 1,5
пробковый кран dy = 15	= 3
	= 7,5

Участок 3¢.

вентиль dy = 15	= 3
тройник поворотный	= 1,5
	= 4,5

Участок 4¢.

крестовина поворотная	= 3
кран двойной регулировки	= 4
вход в прибор	= 0,3
	= 7,3

 

По скорости и по сумме коэффициентов местных сопротивлений по табл. 11.3, стр. 235 [6] находим потери давления на местные сопротивления Z. Данные расчетов записываем в табл. 1.5.

Таблица 1.5