Подбор насоса в системе водяного отопления

В зависимости от гидравлического режима тепловой сети и места присоединения насоса в местном тепловом пункте системы водяного отопления насосы подразделяют на: циркуляционные, смесительные, циркуляционно-смесительные и циркуляционно-повысительные [5].

Смесительные насосы для системы отопления устанавливаются:

а) на перемычке между подающим и обратным трубопроводам при располагаемом напоре перед узлом смешения, достаточном для преодоления гидравлического сопротивления системы отопления и тепловых сетей после ЦТП, и при давлении в обратном трубопроводе тепловой сети после теплового пункта не менее чем на 0,05 МПа выше статического давления в системе отопления;

б) на обратном трубопроводе перед узлом смешения или на подающем трубопроводе после узла смешения при располагаемом напоре перед узлом смешения, недостаточном для преодоления гидравлического сопротивления. При этом в качестве смесительных насосов могут быть использованы подкачивающие насосы.

В системе отопления жилых и общественных зданий рекомен­дуется применять различные бесшумные бесфундаментные диагональные центробежные насосы, например ЦВЦ (табл. 5.3) с производительностью от 2,5 до 25 т/ч и развиваемым давлением от 0,02 до 0,092 МПа, предназначенные для перемещения воды с температурой до 105 °С. Насосы устанавливаются непосредственно на трубопроводах и соединяются с ним с помощью ниппелей или фланцев (рис. 5.4). Допустимое давление на всасывании для насоса ЦВЦ составляет 2,5-2,0-0,6 МПа, для остальных насосов – 1,0 МПа [5].

Таблица 5.3 – Техническая характеристика насосов типа ЦВЦ [5]

Марка насоса	Производительность Gн, м3/ч	Полное давление Dpн, МПа	КПД h, %	Потребляемая мощность Nн, Вт	Частота вращения n, об/мин	Напряжение, В	Диаметр Dу, мм	Присоединение
ЦВЦ 2,5-2	2,5	0,02						Ниппельное
ЦВЦ 4-2,8	4,0	0,028				380/220		Ниппельное
ЦВЦ 6,3-3,5	6,3	0,035				380/220		Ниппельное
ЦВЦ 10-4,7		0,047				380/220		Ниппельное
ЦВЦ 16-6,7		0,067				380/220		Фланцевое
ЦВЦ 25-9,2		0,092				380/220		Фланцевое

а – с фланцевым соединением; б – с ниппельным соединением

Рис.5.4. Общий вид насосов типа ЦВЦ

Насосы типа ЦВЦподбирают в зависимости от расхода теплоносителя насосом G_н, м³/ч, и создаваемого давления Dр_н, МПа, или мм. вод. ст. и по характеристикам насоса (рис. 5.5) также табл. 5.3 [5]. В отдельных случаях при практических расчётах принимают Dр_н = Dр_с.о или используют упрощенную формулу, Па:

,

где -длина главного циркуляционного кольца системы отопления, м ;

100 - потеря давления (100 Па на один метр длины главного циркуляционного кольца).

В технике отопления допускают объёмную подачу насоса Z_н, м³/ч, заменять массовым расходом, G_н, т/ч, не зависящим от температуры.

1 – для ЦВЦ 2,5-2; 2 – для ЦВЦ 4-2,8; 3 – для ЦВЦ 6,3-3,5;

4 – для ЦВЦ 10-4,7; 5 – для ЦВЦ 16-6,7; 6 – для ЦВЦ 25-9,2

Рис. 5.5. Характеристики насосов типа ЦВЦ

Пример 5.1.–Подобрать насос типа ЦВЦ.

Исходные данные [5]:

1. Полные теплопотери здания = 610575 Вт.

2. Параметры теплоносителя: t₁ = 150 °С; t₂ = 70 °С; t_г= 105 °С; t_о= 70 °С.

3. Потери давления в главном циркуляционном кольце системы отопления по данным гидравлического расчёта Dр_с.о = 0,031 МПа.

Порядок расчёта.

1. Определяем расход воды, поступающей из тепловой сети, по формуле:

т/ч.

2. Определяем коэффициент смешивания по формуле

.

3. Рассчитываем подачу насоса, равную расходу из системы отопления подмешиваемой воды, по формуле:

т/ч.

4. Определяем давление, развиваемое насосом по формуле

МПа.

Используя характеристики насоса (см. рис. 5.5), по значениям
МПа и т/ч принимаем ближайший больший насос типа ЦВЦ 10-4,7 (последовательность подбора показана штриховой линией). Затем в соответствии с табл. 5.3 для данного типа насоса определяем: потребляемую мощность 425 Вт, диаметр 40 мм, вид присоединения ниппелей и КПД 36 %.

6. Аэродиномический расчЁт каналов
системы вентиляции

6.1. Принципиальная схема и конструктивные элементы канальной
системы естественной вентиляции

По способу перемещения воздуха системы вентиляции делят на системы с естественным и искусственным побуждением движения воздуха.

В системах с естественнымпобуждением воздух поступает и удаляется из помещений за счёт гравитационных сил и ветрового давления.

В системах с искусственным (механическим) побуждением воздух перемещается с помощью вентиляторов [10].

По назначению системы вентиляции подразделяют на приточные прямоточные и с рециркуляцией (полной или частичной), вытяжные.

Прямоточные приточные системы служат для подачи в помещения наружного воздуха, обрабатываемого в зависимости от параметров наружного и внутреннего воздуха, если это экономически целесообразно или вредные вещества относятся к 1 и 2 классу опасности.

Рециркуляционные системы позволяют в разных соотношениях смешивать наружный воздух с воздухом помещения или использовать полностью внутренний воздух с последующей обработкой его для создания в помещении требуемых условий с наименьшими энергозатратами.

Вытяжные системы позволяют удалить из помещений загрязнённый воздух.

По способу организации подачи приточного воздуха и удаления вредных выделений системы делят на общеобменные и местные.

При общеобменной вентиляции приточный воздух подается непосредственно в помещение с постоянным пребыванием людей, а удаляется загрязнённый воздух из зон помещения с наибольшей концентрацией вредных выделений.

Местные приточные системы позволяют подать воздух в определённые зоны помещения, фиксированные рабочие места, а местные вытяжные системы удалить загрязнённый воздух непосредственно от источника вредных выделений [10].

Системы естественной вентиляции позволяют обеспечить неорганизованный или организованный воздухообмен, проветривание в помещении под действием гравитационного и (или) ветрового давления.

Вытяжная естественная канальная вентиляция (рис. 6.1) состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решётками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Загрязнённый воздух из помещений поступает через жалюзийную решётку в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решётками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.

Рис. 6.1. Схема вытяжной естественной канальной вентиляции

Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях, согласно
СНиП 41-01-2003, естественную вентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.

В жилых зданиях и в некоторых помещениях общественных и административно-бытовых зданий предусматривается вентиляция с естественным побуждением. В таких системах неорганизованное поступление наружного воздуха осуществляется через неплотности в ограждениях, открываемые периодически форточки, окна, наружные и балконные двери здания или специальные устройства, располагаемые в стенах, окнах.

Удаление воздуха из помещений, как правило, предусматривается через вытяжные шахты, каналы, воздуховоды и воздухоприёмные устройства.

Организованный воздухообмен, при котором воздух поступает в помещение и удаляется из него через специально предусмотренные расчётом отверстия в наружных ограждениях (окна, фонари), называется аэрацией. Количество поступающего и удаляемого воздуха регулируется за счёт изменения в течение года площади открываемых отверстий. Аэрация может применяться, например, для вентиляции производственных помещений, в которых основной вредностью является значительная избыточная теплота.

При значительной скорости ветра используется специальное вентиляционное устройство – дефлекторы (рис. 6.2).

Естественная вентиляция отличается простотой устройства, незначительными капитальными затратами и эксплуатационными расходами, но давление, создаваемое естественными силами, невелико и зависит преимущественно от состояния наружного воздуха. Поэтому интенсивность воздухообмена в помещениях зависит от внешних факторов. Это, собственно, является существенным недостатком естественной вентиляции. В отдельные часы суток дня в тёплый период года, в связи с теплоустойчивостью здания возможно отсутствие воздухообмена (особенно в помещениях цокольного и подвального этажей) [10].

1 – патрубок; 2 – диффузор; 3 – корпус; 4 – лапки; 5 – зонт-колпак; 6 – конусный щиток

Рис. 6.2. Дефлектор ЦАГИ

Механическая вентиляция позволяет обеспечить подачу расчётного количества приточного воздуха на значительные расстояния в пределах здания непосредственно к рабочим местам или в определённые зоны помещений, в необходимом количестве и с определённой скоростью на выходе из воздухораспределителей, а также удаление загрязнённого воздуха из помещений в заданном объёме.

Необходимая производительность по воздуху, тип приточной и вытяжной механической вентиляции определяется количеством, классом опасности, видом выделяемых в помещении вредных веществ и их ПДК, а также количеством выделяемой влаги и теплоты от людей, технологического оборудования и теплопоступлений от солнечной радиации через окна и покрытие.

Приточная система вентиляции включает воздухозаборное устройство, приточную установку, сеть воздуховодов, воздухораспределители, устройства для регулирования воздуха. Приточные установки (камеры), содержащие утеплённый клапан, устройство для очистки, нагревания и перемещения воздуха, и при необходимости шумоглушитель, выполняют в строительном и в сборном заводском исполнении [10].

Вытяжная система вентиляции состоит (начиная от забора загрязнённого воздуха) из воздухоприёмных устройств в виде решёток, зонтов, укрытий, местных отсосов, воздуховодов, устройства для перемещения, очистки, если требуется, удаляемого загрязнённого воздуха от вредных веществ перед выбросом в атмосферу и воздуховыбросного устройства.

Местные приточные системы обеспечивают подачу воздуха в определённую зону помещения. К ним можно отнести воздушные души, передвижные душирующие установки для создания в локальной зоне условий, благоприятных для человека. Находят применение также воздушные (без подогрева воздуха) и воздушно-тепловые завесы.

Первые используют для предотвращения поступления воздуха через открытые проёмы, двери и ворота из одних помещений, где имеются вредные пары, газы и пр., в другие, в которых таких вредных выделений нет. Воздушно-тепловые завесы позволяют предотвратить поступление в здание холодного наружного воздуха через проходы, ворота и проёмы в ограждениях, постоянно или временно открытые.

Вытяжные шахты

Высота шахты естественной вытяжной вентиляции над кровлей определяется так же, как и высота дымовой трубы отопительной печи [12]. Вытяжные шахты систем вентиляции жилых зданий рекомендуется устраивать с обособленными и объединёнными каналами. Шахты с обособленными каналами могут быть выполнены из бетонных блоков с утеплителем фибролитом, с утолщенными стенками из шлакобетона, керамзитобетона или другого малотеплопроводного и влагостойкого материала, а также каркасными с эффективным утеплителем.

Шахты с объединёнными каналами выполняют из легкого бетона, каркасные - с заполнением малотеплопроводным огнестойким и влагостойким материалом (пенопластом, пеностеклом, пенокерамзитом и др.); из бетонных плит - с утеплением из досок толщиной 40 мм, обитых с внутренней стороны кровельной сталью по войлоку, смоченному в глиняном растворе, и оштукатуренных по драни с наружной стороны.

Согласно правилам пожарной профилактики, в жилых, общественных и вспомогательных производственных зданиях высотой до пяти этажей запрещается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные в различных этажах здания. В зданиях же с числом этажей более пяти допускается объединение отдельных вертикальных вытяжных каналов из каждых четырех-пяти этажей в один сборный магистральный канал. Схемы объединения вытяжных каналов жилого дома показаны на рис. 6.3.

Гравитационное давление систем естественной вентиляции для жилых, общественных и административно-бытовых зданий следует рассчитывать на разность удельных весов наружного воздуха с температурой 5 °С и температурой внутреннего воздуха при расчётных параметрах для холодного периода года [10].

Естественное давление Dр_е, Па, определяют по формуле

, (6.1)

где - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³.

а – раздельные каналы; б – каналы, объединённые на чердаке здания;
в – каналы, объединённые в этаже и на чердаке: 1 – жалюзийная решётка;
2 – крыша; 3 – зонт (или дефлектор); 4 – сборная вытяжная шахта.

Рис. 6.3. Схема вытяжных каналов жилых зданий