Расчёт Второстепенного циркуляционного кольца
В качестве второстепенного кольца принимаем кольцо, проходящее через наиболее удалённый стояк от теплового пункта, которое входит в основное циркуляционное кольцо.
Расчёт второстепенных циркуляционных колец системы отопления проводят исходя из расчёта основного кольца. Располагаемый перепад давлений Δрр.вт. Па определяется по сумме потерь давления стояка основного кольца., вычитая естественное циркуляционное давление основного кольца Δрест.ос., Па и прибавляя естественное циркуляционное давление стояка, входящего во второстепенное кольцо Δрест.вт.
Δрр.вт. = ∑ (R·l+Z)необщ. + (Δрест.вт. - Δрест.ос. )
Δрр.ст.вт.1 = 106.3+(100.5-1005.3) = 106.3 Па
Далее по формуле вычисляют средние удельные потери на трение Rср. и произво- дят гидравлический расчёт второстепенных колец. Допустимая величина невязки составляет ±15% для систем с тупиковым движением теплоносителя и ±5% для систем с попутным движением теплоносителя. В первую очередь измеряют диаметр труб, соединяющих стояки с магистралями.
При невозможности увязки потерь давления путём изменения диаметра труб гидравлический расчёт выполняют способом характеристик гидравлического сопротивления. Определяем средние удельные потери на трение для второстепенного кольца:
Rср = (1-k)· Δpр /∑l = (1-0.35)*106.3/2.6 = 26.6 Па/м
6. Тепловой расчёт отопительных приборов.
Вычислив действительные расходы воды в стояках Gст, пересчитывают перепады температуры Δtст, находят температуру воды на участках стояков и переходят к определению расчетной площади нагревательной поверхности приборов Апр.р либо к определению действительной теплопередачи прибора Qпр.д.,приведенной к расчетным условиям.
Тепловой расчет заключается в определении Апр.р либо Qпр.д с учетом теплопоступлений от теплопроводов системы отопления, а также в подборе размеров и числа элементов радиаторов.
Требуемая теплопередача отопительного прибора в рассматриваемом помещении, определяемая по формуле:
Qпр = Qn - 0.9 Qтр
Qпр – тепловая нагрузка отопительного прибора в помещении, равная расчётным теплопотерям помещения, отнесённых к одному прибору, Вт
Qтр = gв*lв + gг*lг , где:
gв, gг – теплопередача 1 м. соответственно вертикальных и горизонтальных труб, проложенных в помещении, определяемая по данным таблицы.
lв, lг – длина соответственно вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.
Δtср, - разность температур между средней температурой воды в приборе и температурой помещения, °С;
Δtср = (tвх - tвых)/2- tв
tвх, tвых – температура воды входящей в прибор, выходящей из прибора.
tвх = tг – Δtм, где:
Δtм – охлаждение теплоносителя в магистрали, которое определяется по формуле:
Δtм = lм · k, где
k = 0.04
Требуемый номинальный тепловой поток Qн.тр, Вт для выбора отопительного прибора определяется по формуле:
Qн.тр = Qn - Qтр
По величине Qн.тр подбирают отопительный прибор. Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5 %, или на 60 Вт по сравнению Qпр, поэтому прибор выбирают по величине Qн.тр, полученной исходя из значения Qпр, уменьшенного на 5 % при Qпр ≤ 1200 Вт или на 60 Вт при Qпр → 1200 Вт.
Результаты теплового расчёта отопительных приборов заносят в таблицу 6.1.
7. Подбор и расчёт оборудования теплового пункта здания.
Подбор оборудования теплого пункта здания системы водяного отопления, присоединённого к тепловым сетям по независимой схеме со смесительным насосом. Объект – двухэтажный сельский клуб на 150 м. Расчётные теплопотери здания составляют Qс.о. = 16307.7 Вт. Источник теплоснабжения внешняя тепловая сеть с параметрами теплоносителя:
- подающий теплопровод t1 = 95 0С, Р1 = 3.5 МПа.
- обратный теплопровод t0 = 70 0С, Р0 = 2.7 МПа
Расстояние от наружных теплопроводов до ИТП – 25 м.
Определяем расход теплоносителя из внешней сети:
Gi = 3,6∙Qс.о.∙β1∙β2/ [cрw(t1 - to) = 3.6·16307.7·1.06·1.1/(4.19·(95-70)) = 2340 кг/ч
Диаметр теплопровода на вводе в здание по результатам гидравлического расчёта принимаем 40 мм. (при допустимой скорости движения теплоносителя ω<1.1 м/с Ду 40 мм.)
Удельные потери давления на трение и скорость движения воды в трубопроводе находим из таблицы 1.
Значения коэффициентов местных сопротивлений для подающего и обратного теплопровода:
1. Подающий теплопровод:
- Тройник на проход - 1 шт. (ζ=0.7*2=1.4)
- Вентиль муфтовый - шт. (ζ=7.6*1=7.6)
- Обратный клапан Ду 40 мм. – 1 шт. (ζ=1.5*1=1.5) ∑ζ = 10.5
2. Обратный теплопровод:
- Тройник на проход - 1 шт. (ζ=0.7*2=1.4)
- Вентиль муфтовый - шт. (ζ=7.6*1=7.6)
- Обратный клапан Ду 40 мм. – 1 шт. (ζ=1.5*1=1.5) ∑ζ = 10.5
Подбор расширительного бака.
В тепловом пункте устанавливаем расширительный бак мембранного типа, объём которого определяется по формуле
k – коэффициент теплового расширения воды = 0.0359 при t = 90 0С
Ра – абсолютное давление воды в баке перед поступлением воды.
Ра =0.1+0.15 = 0.25 МПа.
Рmin = Ра + ρgh = 0.25+985·9.81·6.0·10-6 = 0.308 МПа
Рmax = Ра + Рраб – (ΔРн + ρgh1) = 0.25+0.308-(0.18+985·9.81·3.43·10-6) = 0.345 МПа
Рраб – давление срабатывания предохранительного клапана = 0.35÷0.45 МПа
ΔРн – давление, создаваемое насосом.
Объем расширительного бакаV = (VL x E) / D,где:
VL - суммарный объём системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.п.)
Е - коэффициент расширения жидкости %
D – эффективность мембранного расширительного бака
Объем системы отопления вычислить достаточно сложно, поэтому приблизительный расчет можно получить, зная мощность системы отопления, использовав формулу - 1 кВт = 15 л.
Эффективность мембранного расширительного бака D = (PV + 1) (PV – PS)/, где:
РV - максимальное рабочее давление системы отопления (расчетное давление предохранительного клапана равно максимальному рабочему давлению), для коттеджей обычно достаточно 3,5 бар.
PS - давление зарядки мембранного расширительного бака (должно быть равно статическому давлению системы отопления; (0,6 бар = 6 метров).
D=(3,5 + 1) / (3,5 – 0,6) = 0,66
V = (450·0.0359) ·1,55 = 25,07 л.
В результате к установке принимается расширительный бак объёмом 35 л. Zilmet WRV 35.
8. Список используемой литературы
1. Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление:Учебник для вузов.-М.: Издательство АСВ, 2006.
2. Герасимов А.А. Отопление общественного здания. Методические указания к выполнению курсовой работы/КГТУ.-Калининград.-2002.
3. Богословский В.Н., Крупнов Б.А., Сканави А.Н. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х частях.Ч1. Отопление. Под ред. Староверова И.Г.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: 1990 (Справочник проектировщика)
4. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
Участок | Трубопровод | Местные сопротивления | ||||||||||||||||
Отвод | Арматура (задвижки) | Переход диаметра | Тройник на проход | Поворот 90° | Тройник - расход. потоки | Тройник - сход. потоки | Компенсатор | ∑ξ по трубопроводу участка | ||||||||||
К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | К-во | ∑ξ | |||
Подающий | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 120,4 | |||||||||||||
Обратный | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 120,4 | |||||||||||||
Подающий | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 34,9 | |||||||||||||
Обратный | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 34,9 | |||||||||||||
Подающий | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 34,4 | |||||||||||||
Обратный | 0,5 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 34,4 | |||||||||||||
Подающий | 0,9 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 18,65 | ||||||||||||
Обратный | 0,9 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 18,65 | ||||||||||||
Подающий | 0,6 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 115,4 | |||||||||||||
Обратный | 0,6 | 10,40 | 0,5 | 0,3 | 115,4 | |||||||||||||
Подающий | 0,6 | 3,50 | 0,5 | 0,3 | 2,4 | 0,6 | ||||||||||||
Обратный | 0,6 | 3,50 | 0,5 | 0,3 | 2,4 | 0,6 | ||||||||||||
Подающий | 0,6 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 5,45 | ||||||||||||
Обратный | 0,6 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 5,45 | ||||||||||||
Подающий | 0,5 | 4,40 | 0,3 | 0,75 | 12,4 | |||||||||||||
Обратный | 0,5 | 4,40 | 0,3 | 0,75 | 12,4 | |||||||||||||
Подающий | 0,5 | 3,50 | 0,5 | 0,3 | 2,4 | 13,4 | ||||||||||||
Обратный | 0,5 | 3,50 | 0,5 | 0,3 | 2,4 | 13,4 | ||||||||||||
Подающий | 0,5 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 1,5 | ||||||||||||
Обратный | 0,5 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 1,5 | ||||||||||||
Подающий | 0,6 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 5,45 | ||||||||||||
Обратный | 0,6 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 5,45 | ||||||||||||
Подающий | 0,5 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 21,2 | ||||||||||||
Обратный | 0,5 | 4,40 | 0,5 | 0,3 | 0,75 | 21,2 | ||||||||||||
Подающий | 0,5 | 9,40 | 0,5 | 0,3 | 9,9 | |||||||||||||
Обратный | 0,5 | 9,40 | 0,5 | 0,3 | 9,9 |
Таблица 3 - Гидравлический расчет во втором приближении
№ участка | dвн, мм | lуч, м | G, т/ч | Подающий трубопровод | Обратный трубопровод | ΔHп+ ΔHо, м | ||||||||||
v, м/с | Re | λтр | ∑ξ | Δh, м | ΔHп м | v, м/с | Re | λтр | ∑ξ | Δh, м | ΔHо, м | |||||
0,35 | 0,201 | 12114,2 | 0,276 | 120,4 | 0,61 | 0,61 | 0,200 | 4 987 | 0,276 | 120,4 | 0,61 | 0,61 | 1,22 | |||
0,31 | 0,180 | 10853,3 | 0,261 | 34,9 | 0,18 | 0,79 | 0,180 | 4 468 | 0,261 | 34,9 | 0,18 | 0,79 | 1,57 | |||
11,5 | 0,39 | 0,229 | 13808,9 | 0,297 | 34,4 | 0,46 | 1,24 | 0,229 | 5 685 | 0,297 | 34,4 | 0,46 | 1,24 | 2,49 | ||
11,24 | 0,22 | 0,348 | 12597,8 | 0,276 | 18,65 | 1,39 | 2,64 | 0,347 | 5 186 | 0,276 | 18,65 | 1,39 | 2,63 | 5,27 | ||
23,8 | 0,19 | 0,108 | 6516,6 | 0,297 | 115,4 | 0,24 | 2,87 | 0,108 | 2 683 | 0,297 | 115,4 | 0,24 | 2,87 | 5,74 | ||
0,03 | 0,030 | 1461,7 | 0,297 | 0,6 | 0,00 | 2,87 | 0,030 | 0,297 | 0,6 | 0,00 | 2,87 | 5,74 | ||||
0,05 | 0,080 | 2882,3 | 0,297 | 5,45 | 0,01 | 2,89 | 0,080 | 1 187 | 0,297 | 18,65 | 0,02 | 2,89 | 5,78 | |||
0,17 | 0,281 | 10196,7 | 0,276 | 12,4 | 0,94 | 0,96 | 0,281 | 4 198 | 0,276 | 115,4 | 1,36 | 4,25 | 5,20 | |||
0,26 | 0,239 | 11531,5 | 0,297 | 13,4 | 0,51 | 1,47 | 0,239 | 4 747 | 0,297 | 0,6 | 0,48 | 4,72 | 6,19 | |||
0,21 | 0,338 | 12259,9 | 0,297 | 1,5 | 0,47 | 1,94 | 0,338 | 5 047 | 0,297 | 21,2 | 0,59 | 5,31 | 7,25 | |||
0,02 | 0,031 | 1113,5 | 0,297 | 5,45 | 0,00 | 1,94 | 0,031 | 0,297 | 9,9 | 0,00 | 5,31 | 7,25 | ||||
0,13 | 0,216 | 7816,3 | 0,246 | 21,2 | 0,48 | 2,42 | 0,216 | 3 218 | 0,246 | 0,43 | 5,74 | 8,16 | ||||
1,56 | 0,550 | 42514,4 | 0,246 | 9,9 | 0,63 | 3,05 | 0,550 | 17 503 | 0,246 | 21,2 | 0,80 | 6,54 | 9,58 | |||
Второстепенное циркуляционное кольцо | ||||||||||||||||
- | 52.02 | 1,09 | 0,986 | 47645,1 | 0,297 | 0,6 | 1,50 | 2,53 | 0,986 | 19 615 | 0,297 | 0,6 | 1,50 | 2,52 | 5,05 |
6.1 Тепловой расчет отопительных приборов помещений | ||||||||||
Этаж/№ | Qп, Вт | Gпр, кг/ч | tвх, 0С | tвых, 0С | tв, 0С | Δtср, 0С | Qпр, Вт | Qн.тр, Вт | Марка прибора PURMO C11 HxL | δQ, % |
1/1 | 2236,7 | 64,96 | 57,96 | 12,5 | 831,8 | CV11-450-900 | 8,199 | |||
1/1 | 2236,7 | 64,92 | 57,92 | 12,5 | 831,8 | CV11-450-900 | 8,199 | |||
1/1 | 2236,7 | 64,88 | 57,88 | 12,5 | 831,8 | CV11-450-900 | 8,199 | |||
1/1 | 2236,7 | 64,84 | 57,84 | 12,5 | 831,8 | CV11-450-900 | 8,199 | |||
1/1 | 2236,7 | 64,80 | 57,80 | 12,5 | 831,8 | CV11-450-900 | 8,199 | |||
1/2 | 2003,9 | 64,48 | 57,48 | 12,5 | 1496,3 | CV11-450-1400 | 0,247 | |||
1/2 | 2003,9 | 64,44 | 57,44 | 12,5 | 1496,3 | CV11-450-1400 | 0,247 | |||
1/3 | 2549,5 | 64,38 | 57,38 | 16,5 | 1742,2 | CV11-450-1800 | 3,318 | |||
1/3 | 2549,5 | 64,34 | 57,34 | 16,5 | 1742,2 | CV11-450-1800 | 3,318 | |||
1/4 | 1395,6 | 64,19 | 57,19 | 16,5 | 559,78 | 891,798 | CV11-450-900 | 0,920 | ||
1/4 | 1395,6 | 64,15 | 57,15 | 16,5 | 559,78 | 891,798 | CV11-450-900 | 0,920 | ||
1/4 | 1395,6 | 62,64 | 55,64 | 16,5 | 559,78 | 891,798 | CV11-450-900 | 0,920 | ||
1/5 | 1203,2 | 62,60 | 55,60 | 16,5 | 852,7 | 435,77 | CV11-450-500 | 14,739 | ||
1/5 | 1203,2 | 64,60 | 57,60 | 16,5 | 852,7 | 435,77 | CV11-450-500 | 14,739 | ||
1/5 | 1203,2 | 64,56 | 57,56 | 16,5 | 852,7 | 435,77 | CV11-450-500 | 14,739 | ||
1/6 | 215,9 | 64,68 | 57,68 | 16,5 | 156,5 | 75,05 | CV11-300-400 | 432,978 | ||
1/7 | 319,3 | 64,72 | 57,72 | 16,5 | 125,5 | 206,35 | CV11-300-400 | 93,845 | ||
1/7 | 319,3 | 64,72 | 57,72 | 16,5 | 125,5 | 206,35 | CV11-300-400 | 93,845 | ||
1/11 | 123,3 | 64,12 | 57,12 | 12,5 | 125,5 | 10,35 | CV11-300-400 | 93,845 | ||
1/11 | 123,3 | 64,12 | 57,12 | 12,5 | 125,5 | 10,35 | CV11-300-400 | 93,845 | ||
2/5 | 1203,2 | 64,00 | 57,00 | 16,5 | 793,7 | 488,87 | CV11-450-500 | 2,277 | ||
2/5 | 1203,2 | 63,96 | 56,96 | 16,5 | 793,7 | 488,87 | CV11-450-500 | 2,277 | ||
2/5 | 1203,2 | 63,92 | 56,92 | 16,5 | 793,7 | 488,87 | CV11-450-500 | 2,277 | ||
2/8 | 1129,4 | 64,36 | 57,36 | 16,5 | 746,5 | 457,55 | CV11-450-500 | 9,278 | ||
2/8 | 1129,4 | 64,32 | 57,32 | 16,5 | 746,5 | 457,55 | CV11-450-500 | 9,278 | ||
2/9 | 1703,7 | 64,44 | 57,44 | 16,5 | 687,5 | 1084,95 | CV11-450-1100 | 1,387 | ||
2/9 | 1703,7 | 64,40 | 57,40 | 16,5 | 687,5 | 1084,95 | CV11-450-1100 | 1,387 | ||
2/10 | 1358,2 | 67,76 | 60,76 | 12,5 | 274,5 | 1111,15 | CV11-450-1200 | 7,996 | ||
2/12 | 865,8 | 64,88 | 57,88 | 16,5 | 687,5 | 247,05 | CV11-450-900 | 3,950 | ||
2/12 | 865,8 | 64,88 | 57,88 | 16,5 | 687,5 | 247,05 | CV11-450-900 | 3,950 |