Прокладка магистральных труб
Главный стояк при верхней разводке магистралей прокладывается в лестничной клетке, ближайшей к узлу ввода. Подающие магистрали при верхней разводке прокладываются на чердаке. Для удобства монтажа и ремонта расстояние от наружной стены до оси трубопровода принимается равным 1 - 1,5 м. Высота подающим магистралей над перекрытием верхнего этажа принята 0,5 м. Обратные трубопроводы прокладываются на кронштейнах вдоль наружных стен на 1 м ниже от потолка подвала. Магистральные трубопроводы на чердаке и в подвале теплоизолируются и имеют уклон 0,003 в сторону узла ввода теплосети.
При конструировании системы отопления рекомендуется делить её на две примерно одинаковые части (ветви), расположенные симметрично относительно главного стояка.
Для стояков и ветвей используют водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262-75, для магистральных трубопроводов - электросварные трубы по ГОСТ 10704-76.
Удаление воздуха
При верхней разводке воздух удаляется с помощью воздухосборников, которые устанавливаются в конце каждой ветви перед последним стояком.
Арматура
В начале каждой пофасадной ветви после главного стояка устанавливается вентиль (dу < 40) или задвижка (dу > 50). Такая же арматура устанавливается в конце обратных пофасадочных ветвей после узла ввода. На обратных пофасадных ветвях до отключающей арматуры перед узлом ввода устанавливаются трубки dу = 15 мм длиной 0,5 м с пробковыми кранами для спуска воды.
В начале стояков при tг < 100ºС устанавливаются пробковые краны, при tг > 100ºС - вентили. В конце всех стояков устанавливаются пробковые краны. Для спуска воды из стояков в их начале и конце предусматриваются тройники с пробкой.
Регулировка теплоотдачи чугунных радиаторов осуществляется трёхходовыми и проходными кранами.
Запорно-регулирующая арматура не устанавливается на подводках к приборам в лестничной клетке.
Гидравлический расчёт системы отопления методом характеристик сопротивления
№ учас. | Q, Вт | G, кг/ч | l, м | d, мм | λ/dв, I/м | (λ/d) × ×L | ∑ξ | (λ/d) × ×L+∑ξ | А104, Па/ (кг/ч) 2 | S104, Па/ (кг/ч) 2 | ΔР, Па |
Главное циркуляционное кольцо | |||||||||||
Узлы этажестояков | |||||||||||
30,4 | 2,7 | 82,08 | 22,00 | 104,1 | 10,6 | ||||||
6,1 | 1,4 | 8,54 | 1,84 | 10,4 | 1,23 | 12,767 | |||||
4,8 | 1,4 | 6,72 | 1,24 | 8,0 | 1,23 | 9,791 | |||||
6,6 | 6,6 | 1,39 | 8,0 | 0,392 | 3,132 | ||||||
2,2 | 2,2 | 0,84 | 3,0 | 0,392 | 1, 192 | ||||||
1,7 | 0,8 | 1,36 | 0,81 | 2,2 | 0,23 | 0,499 | |||||
4,1 | 0,8 | 3,28 | 0,75 | 4,0 | 0,23 | 0,927 | |||||
5,5 | 0,8 | 4,4 | 1,15 | 5,6 | 0,23 | 1,277 | |||||
4,7 | 0,55 | 2,585 | 0,80 | 3,4 | 0,0824 | 0,279 | |||||
0,55 | 2,2 | 1,54 | 3,7 | 0,0824 | 0,308 | ||||||
1,1 | 0,55 | 0,605 | 11,32 | 11,9 | 0,0824 | 0,983 | |||||
10,8 | 0,4 | 4,32 | 10,90 | 15,2 | 0,0269 | 0,409 | |||||
30,3 | 0,4 | 12,12 | 0,90 | 13,0 | 0,0269 | 0,350 | |||||
2,3 | 0,55 | 1,265 | 11,32 | 12,6 | 0,0824 | 1,037 | |||||
4,5 | 0,55 | 2,475 | 1,84 | 4,3 | 0,0824 | 0,356 | |||||
4,1 | 0,55 | 2,255 | 2,00 | 4,3 | 0,0824 | 0,351 | |||||
3,6 | 0,8 | 2,88 | 1,35 | 4,2 | 0,23 | 0,973 | |||||
4,1 | 0,8 | 3,28 | 0,75 | 4,0 | 0,23 | 0,927 | |||||
1,7 | 0,8 | 1,36 | 0,81 | 2,2 | 0,23 | 0,499 | |||||
2,8 | 2,8 | 0,84 | 3,6 | 0,392 | 1,427 | ||||||
6,8 | 6,8 | 1,94 | 8,7 | 0,392 | 3,426 | ||||||
4,2 | 1,4 | 5,88 | 2,09 | 8,0 | 1,23 | 9,803 | |||||
4,6 | 1,4 | 6,44 | 2,34 | 8,8 | 1,23 | 10,799 | |||||
∑ (Rl+Z) = | |||||||||||
∑ (Rl+Z) /ΔРр=22566/13675=1,64 не удовлетворяет условию | |||||||||||
6,1 | 6,1 | 1,74 | 7,8 | 0,392 | 3,073 | ||||||
4,8 | 4,8 | 1,24 | 6,0 | 0,392 | 2,368 | ||||||
6,6 | 0,8 | 5,28 | 1,39 | 6,7 | 0,23 | 1,534 | |||||
2,2 | 0,8 | 1,76 | 0,84 | 2,6 | 0,23 | 0,598 | |||||
1,7 | 0,55 | 0,935 | 0,81 | 1,7 | 0,0824 | 0,144 | |||||
4,1 | 0,55 | 2,255 | 0,75 | 3,0 | 0,0824 | 0,248 | |||||
5,5 | 0,55 | 3,025 | 1,15 | 4,2 | 0,0824 | 0,344 | |||||
4,7 | 0,4 | 1,88 | 0,80 | 2,7 | 0,0269 | 0,072 | |||||
0,4 | 1,6 | 1,54 | 3,1 | 0,0269 | 0,084 | ||||||
1,1 | 0,4 | 0,44 | 11,32 | 11,8 | 0,0269 | 0,316 | |||||
10,8 | 0,3 | 3,24 | 10,90 | 14,1 | 0,01425 | 0, 201 | |||||
30,3 | 0,3 | 9,09 | 0,90 | 10,0 | 0,01425 | 0,142 | |||||
2,3 | 0,4 | 0,92 | 11,32 | 12,2 | 0,0269 | 0,329 | |||||
4,5 | 0,4 | 1,8 | 1,84 | 3,6 | 0,0269 | 0,098 | |||||
4,1 | 0,4 | 1,64 | 2,00 | 3,6 | 0,0269 | 0,098 | |||||
3,6 | 0,55 | 1,98 | 1,35 | 3,3 | 0,0824 | 0,274 | |||||
4,1 | 0,55 | 2,255 | 0,75 | 3,0 | 0,0824 | 0,248 | |||||
1,7 | 0,55 | 0,935 | 0,81 | 1,7 | 0,0824 | 0,144 | |||||
2,8 | 0,8 | 2,24 | 0,84 | 3,1 | 0,23 | 0,708 | |||||
6,8 | 0,8 | 5,44 | 1,94 | 7,4 | 0,23 | 1,697 | |||||
4,2 | 4,2 | 2,09 | 6,3 | 0,392 | 2,466 | ||||||
4,6 | 4,6 | 2,34 | 6,9 | 0,392 | 2,720 | ||||||
∑ (Rl+Z) = | |||||||||||
∑ (Rl+Z) /ΔРр=15845/13675=1,15 не удовлетворяет условию | |||||||||||
4,8 | 0,8 | 3,84 | 1,24 | 5,1 | 0,23 | 1,168 | |||||
6,6 | 0,55 | 3,63 | 1,49 | 5,1 | 0,0824 | 0,422 | |||||
2,2 | 0,55 | 1,21 | 0,84 | 2,1 | 0,0824 | 0,169 | |||||
1,7 | 0,4 | 0,68 | 0,81 | 1,5 | 0,0269 | 0,040 | |||||
4,1 | 0,4 | 1,64 | 0,75 | 2,4 | 0,0269 | 0,064 | |||||
5,5 | 0,3 | 1,65 | 1,05 | 2,7 | 0,01425 | 0,038 | |||||
4,7 | 0,23 | 1,081 | 0,80 | 1,9 | 0,00642 | 0,012 | |||||
0,23 | 0,92 | 1,14 | 2,1 | 0,00642 | 0,013 | ||||||
1,1 | 0,23 | 0,253 | 11,32 | 11,6 | 0,00642 | 0,074 | |||||
10,8 | 0,23 | 2,484 | 10,90 | 13,4 | 0,00642 | 0,086 | |||||
30,3 | 0,23 | 6,969 | 0,60 | 7,6 | 0,00642 | 0,049 | |||||
2,3 | 0,23 | 0,529 | 11,32 | 11,8 | 0,00642 | 0,076 | |||||
4,5 | 0,23 | 1,035 | 1,04 | 2,1 | 0,00642 | 0,013 | |||||
4,1 | 0,23 | 0,943 | 1,00 | 1,9 | 0,00642 | 0,012 | |||||
3,6 | 0,3 | 1,08 | 0,95 | 2,0 | 0,01425 | 0,029 | |||||
4,1 | 0,4 | 1,64 | 0,75 | 2,4 | 0,0269 | 0,064 | |||||
1,7 | 0,4 | 0,68 | 0,81 | 1,5 | 0,0269 | 0,040 | |||||
2,8 | 0,55 | 1,54 | 0,84 | 2,4 | 0,0824 | 0, 196 | |||||
6,8 | 0,55 | 3,74 | 1,74 | 5,5 | 0,0824 | 0,452 | |||||
4,2 | 0,8 | 3,36 | 1,69 | 5,1 | 0,23 | 1,162 | |||||
∑ (Rl+Z) = | |||||||||||
∑ (Rl+Z) /ΔРр=13399/13675=0,98 удовлетворяет условию | |||||||||||
Циркуляционное кольцо через стояк №12 | |||||||||||
Узлы этажестояков | |||||||||||
41,8 | 2,7 | 112,86 | 20, 20 | 133,1 | 10,6 | ||||||
∑ (Rl+Z) = | |||||||||||
∑ (Rl+Z) /ΔРр=12307/13675=0,9 удовлетворяет условию |
Порядок расчёта.
Гидравлический расчёт системы отопления выполняется в табличной форме. Заполняем первые 4 графы таблицы.
. Расход теплоносителя для первого участка.
, где:
,6 - переводной коэффициент, кДж/ (Вт·ч);
Q - тепловая нагрузка на участке, Вт;
β1 - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов при округлении сверх расчётной величины (по табл.) = 1,03;
β2 - коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных стен (по табл.) = 1,02;
с - удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/ (кг·ºС);
tг, tо - температура горячей и обратной воды, ºС.
За первый участок принимается стояк №1 и прилегающие к нему магистральные участки до стояка №2. Условно участок №1 разделён на две части: в первую входят узлы этажестояков, во вторую - оставшиеся трубопроводы с местными сопротивлениями. Поэтому в графе 4 для узлов этажестояков стоит прочерк, а в длину оставшейся части включены горизонтальные и вертикальные участки по подающей и обратной магистралям. Длина первого участка равна:
L = 2+1,1 + 3,3 + (3·5) + 3,3+0,34х7 + 0,5+ 1,3 +1,5 = 30,4
Длины остальных участков определяются по масштабу в соответствии с планами и аксонометрической схемой системы отопления.
. Определяем естественное давление от охлаждения воды в приборах
β - среднее увеличение объёмной массы воды при уменьшении её температуры на 1ºС, кг/ (м3·ºС), при tг - tо = 95 - 70ºС равно 0,64;
q = 9,8 м/с2;
G - расход воды в стояке;
Qn - тепловая нагрузка отопительного прибора n-го уровня, Вт;
hn - высота между центром охлаждения отопительного прибора n-го уровня и уровнем обратной магистрали теплосети в узле ввода, м.
ΔРр = ΔРн + ΔРе = 12000 + 1675 = 13675 Па.
. Определяем среднее значение удельной потери давления на трение
, где
,65 - коэффициент, учитывающий долю потерь давления на трение;
∑L - общая длина главного циркуляционного кольца, м.
. Вычисляем удельную характеристику сопротивления для участка №1
. По таблице 11 принимаем в зависимости от значения Sуд диаметр участка №1, равный dу = 15 мм. По этой же таблице определяем значения λ/dв, А·104 для dу = 15 мм и заполняем графы 6, 7, 10 таблицы гидравлического расчёта.
. В соответствии с таблицей 12 по диаметру стояка dу = 15 мм выбираем диаметры подводок dподв = 15 мм и замыкающего участка dзу = 15 мм.
. Составляем перечень местных сопротивлений, определяем значения коэффициентов местных сопротивлений по табл.7, 8, 9 и заполняем графы 8, 9 таблицы гидравлического расчёта.
Участок №1 (dу = 15 мм)
узел присоединения к подающей магистрали SТ1·104 = 91 Па/ (кг/ч) 2;
узел присоединения к обратной магистрали SТ2·104 = 85 Па/ (кг/ч) 2;
для верхнего этажестояка Sверх·104 = 50 Па/ (кг/ч) 2;
для остальных этажестояков Sпром·104 = 150 · 6 = 900 Па/ (кг/ч) 2;
∑Sуз · 104 = 91 + 85 + 50 + 900 =1126 Па/ (кг/ч) 2.
Местные сопротивления:
отвод на 90° ξ = 2х0,8=1,6
воздухосборник ξ = 1,5
вентиль обыкновенный ξ = 15,9
кран пробковый ξ = 3,5
∑ξ = 22,0
. Определяем характеристику линейной части стояка, не вошедшей в узлы, записываем в графу 11
Для всего стояка №1
. Потери давления на участке №1, записываем в графу 12
,
что составляет удовлетворяет условию 0,7ΔРр ≤ ΔРст ≤ 0,9 ΔРр. Результаты заносим в графу 12 таблицы гидравлического расчёта.
. Приступаем к гидравлическому расчёту магистральных участков №2 - 23 главного циркуляционного кольца. Определяем удельную характеристику сопротивления для участка №2.
Аналогично рассчитываем Sуд для других участков.
Принимаем в зависимости от Sуд2 по таблице 11 больший диаметр dу = 25 мм и соответствующие ему значения:
λ/dв = 1,4l/м; А·104 = 1,23 Па/ (кг/ч) 2.
Аналогично принимаем значения dу, λ/dв, А·104 для других участков и заполняем графы 5, 6, 7, 10 таблицы гидравлического расчёта.
. Рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений и записываем их в графу 8. На границе двух участков местные сопротивления относим к участку с меньшим расходом воды.
Участок №2 (dу = 32 мм)
отвод на 90° ξ = 0,5
тройник на проход при
ξ = 1,24
∑ξ = 1,74. Участок №3 (dу = 40 мм)
тройник на проход при
ξ = 1,24
Участок №4 (dу = 50 мм) тройник на проход при
ξ = 0,89
отвод на 90° ξ = 0,6
∑ξ = 1,39. Участок №5 (dу = 50 мм)
тройник на проход при
ξ = 0,84
Участок №6 (dу = 65 мм) тройник на проход при
ξ = 0,81
Участок №7 (dу = 65 мм)
тройник на проход при
ξ = 0,75
Участок №8 (dу = 80 мм)
тройник на проход при
ξ = 0,75
отвод на 90° ξ = 0,3
∑ξ = 1,05. Участок №9 (dу =100 мм)
тройник на проход при
ξ = 0,8
Участок №10 (dу = 100 мм)
тройник на проход при
ξ = 0,74
отвод на 90° ξ = 0,2х2=0,4
∑ξ = 1,14. Участок №11 (dу = 100 мм)
тройник на проход при
ξ = 2,02
вентиль обыкновенный ξ = 9,3
∑ξ = 11,32
Участок №12 (dу =100 мм)
тройник на противоток при
ξ = 2,3
вентиль обыкновенный ξ = 8,6
∑ξ = 10,9
Участок №13 (dу = 100 мм)
отвода на 90º ξ = 0,2 · 3 = 0,6
Участок №14 (dу = 100 мм)
тройник на растекание при ξ = 2,02
вентиль обыкновенный ξ = 9,3
∑ξ = 11,32
Участок №15 (dу = 100 мм)
тройник на проход при ξ = 0,74
отвод на 90° ξ = 0,2
отвод на 135 ξ = 0,1
∑ξ = 1,04
Участок №16 (dу = 100 мм)
тройник на проход при ξ = 0,8
отвод на 135 ξ = 0,1х2=0,2
∑ξ = 1,0
Участок №17 (dу =80 мм)
тройник на проход при ξ = 0,75
отвод на 135 ξ = 0,2
∑ξ = 0,95
Участок №18 (dу = 65 мм)
тройник на проход при ξ = 0,75
Участок №19 (dу = 65 мм)
тройник на проход при ξ = 0,81
Участок №20 (dу = 50 мм)
тройник на проход при ξ = 0,84
Участок №21 (dу = 50 мм)
тройник на проход при ξ = 0,84
отвод на 90° ξ = 0,3
отвод на 135 ξ = 0,6
∑ξ = 1,74
Участок №22 (dу = 40 мм)
тройник на проход при ξ = 0,89
отвод на 135 ξ = 0,4х2=0,8
∑ξ = 1,69
Участок №23 (dу = 20 мм)
тройник на проход при ξ = 1,24
отвод на 135 ξ = 0,7
∑ξ = 2,34
. Определяем характеристику сопротивления участка №2
Аналогично рассчитываем значения S для следующих участков и записываем в графу 11 таблицы гидравлического расчёта.
. Рассчитываем потери давления на участке №2
Аналогично рассчитываем значения ΔРуч для следующих участков и записываем в графу 12 таблицы гидравлического расчёта.
. В результате предварительного расчёта получаем ∑ (Rl+Z) = Па, что составляет
и не удовлетворяет условию 0,9ΔРр ≤ ∑ (Rl+Z) ≤ 0,95 ΔРр => увеличиваем диаметры участков №2 - 25 на один размер. Результаты расчётов заносим в таблицу гидравлического расчёта. После пересчёта получаем ∑ (Rl+Z) = 15845 Па, что составляет 1,15 ΔРр и опять не удовлетворяет условию.Увеличиваем диаметры участков №2 - 23 на один размер. Результаты расчётов заносим в таблицу гидравлического расчёта. После пересчёта получаем ∑ (Rl+Z) = 13399 Па, что составляет 0,98 ΔРр и является допустимым.
. Рассчитываем циркуляционное кольцо через ближайший к узлу ввода стояк №12.
Вычисляем расход теплоносителя для стояка №12 (участок №24).
. Вычисляем удельную характеристику сопротивления для участка №24.
Принимаем в зависимости от Sуд14 по таблице 11 диаметр стояка dу = 15 мм. По диаметру стояка принимаем диаметры подводок dподв = 15 мм и замыкающего участка dзу = 15 мм (табл.12).
Определяем характеристики сопротивления узлов стояка №12 по таблице 12: узел присоединения к подающей магистрали SТ1·104 = 91 Па/ (кг/ч) 2; узел присоединения к обратной магистрали SТ2·104 = 85 Па/ (кг/ч) 2; для верхнего этажестояка Sверх·104 = 50 Па/ (кг/ч) 2; для остальных этажестояков Sпром·104 = 150 · 6 = 900 Па/ (кг/ч) 2;
∑Sуз · 104 = 91 + 85 + 50 + 900 = 1126 Па/ (кг/ч) 2.
Местные сопротивления: 1 отвод на 90º ξ = 0,8, 1 вентиль обыкновенный ξ = 15,9, 1 кран пробковый ξ = 3,5. ∑ξ = 20,2. Характеристика сопротивления линейной части стояка, не вошедшей в узлы, определяется по формуле:
Для всего стояка №12
Потери давления составят
ΔР24 = S24 · G224 = 2536 ·2152 · 10-4 = 11729 Па,
что удовлетворяет условию, т.к.
Суммируем это сопротивление с потерями давления на остальных участках кольца и получаем ∑ (Rl+Z) = 12307 Па, что составляет 0,9 ΔРр и удовлетворяет условию.
Литература
1. Проектирование водяной системы отопления. Часть 1. Исходные данные. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2004.
. Проектирование водяной системы отопления. Часть 2. Определение мощности системы отопления. Тепловой расчёт отопительных приборов. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2004.
. Проектирование водяной системы отопления. Часть 3. Гидравлический расчёт. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2003.