Расчет подающих и циркуляционных трубопроводов
Нормы расхода горячей воды на бытовые и производственные нужды установлены в зависимости от степени благоустройства зданий и технологической потребности при нагреве ее от 55 до 65 °С. Однако ввиду неодновременности потребления горячей воды ее расход по трубопроводам значительно различается по величине, поэтому гидравлический расчет трубопроводов горячего водоснабжения производится по фактическим секундным расходам горячей воды, которые принимаются за расчетные расходы.
Расчетный секундный расход, л/с, горячей воды при водоразборе и на участках трубопроводов определяют по формуле
, (3.6)
где g – секундный расход горячей воды одним водоразборным прибором, л/с; a – коэффициент, зависящий от общего количества водоразборных приборов на расчетном участке и вероятности их действия в часы наибольшего водопотребления.
Если на расчетном участке трубопровода имеются различные по производительности водоразборные приборы, то в формуле (3.6) принимается расход воды для прибора с наибольшей производительностью.
Вероятность действия водоразборных приборов Р в отдельном здании или группе зданий одинакового типа и назначения определяется зависимостью
, (3.7)
где gич – норма расхода горячей воды одним потребителем в час наибольшего водопотребления, л/ч; N – общее количество водоразборных приборов в здании или группе зданий; m – количество потребителей горячей воды в здании, чел.
Целью гидравлического расчета систем горячего водоснабжения является обеспечение во всех водоразборных приборах здания или группы зданий необходимого расхода горячей воды с температурой не ниже: 50 °С – в закрытых системах теплоснабжения и 60 °С – в местных системах и в открытых системах теплоснабжения. В школах, лечебно-профилактических и других учреждениях температура горячей воды, поступающей к смесителям умывальников и душей, должна быть не ниже заданной по проекту, но не выше 37 °С. За время перемещения горячей воды от генератора теплоты (водонагреватель или смеситель) к водоразборным приборам происходит частичное ее остывание. Допустимое остывание горячей воды до самой удаленной точки водоразбора принимают равным 5 – 15 °С, в связи с этим горячая вода на выходе из генератора должна быть перегрета на величину остывания, но иметь температуру не более 75 °С.
Диаметры подающих и разводящих трубопроводов должны приниматься с таким расчетом, чтобы при движении горячей воды от ввода до наиболее удаленной и высоко расположенной точки водоразбора располагаемый напор в системе был использован максимально. При этом скорости движения воды с учетом зарастания труб отложениями накипи и шлама в подающих трубопроводах и стояках не должны превышать 1,5 м/с, а на ответвлениях квартиры и помещения к водоразборным приборам – 2,5 м/с.
Перед гидравлическим расчетом необходимо вычертить в масштабе аксонометрическую схему системы горячего водоснабжения (рис. 3.12). На схеме намечают ориентированные по плану здания вводы водопровода, теплоносителя, размещение водомерного узла, аккумулятора, подогревателя и насосов; размещается необходимая трубопроводная и водоразборная арматура. Диаметры труб, подводящих горячую воду к водоразборным приборам, принимают по справочной литературе.
Рис. 3.12. Расчетная схема системы горячего водоснабжения:
1, 2, ...; 1', 2', ... – номера узловых точек; 1, 2, ...– номера стояков
Гидравлический расчет удобнее начинать с самой удаленной и высокой точки водоразбора. Поэтому расчетная схема трубопроводов разделяется на участки; участки и стояки нумеруются в направлении от наиболее удаленной точки водоразбора к источнику теплоты. Горизонтальные и вертикальные размеры расчетных участков определяются по планам и разрезам здания. Расчет трубопроводов зависит от наличия или отсутствия в системе горячего водоснабжения циркуляции. Прямоточные системы горячего водоснабжения с тупиковой разводкой рассчитываются по наиболее простой схеме.
В гидравлическом расчете прямоточных систем потери напора, м, на расчетных участках подающих трубопроводов определяют по формуле
, (3.9)
где i – удельные потери напора на трение при расчетном расходе воды с учетом зарастания труб, мм/м; l – длина расчетного участка трубопровода, м; k – коэффициент местных потерь напора. Значения коэффициентов местных потерь напора в формуле (3.9) принимают: 0,2 – для подающих трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов и водоразборных стояков с полотенцесушителями; 0,1 – для водоразборных стояков без полотенцесушителей.
Зарастание труб в местных и централизованных системах горячего водоснабжения учитывается уменьшением внутреннего диаметра труб. Поэтому в гидравлических расчетах удельные потери напора необходимо определять по ближайшим меньшим на величину зарастания стандартным диаметрам труб. В приближенных расчетах зарастание труб учитывают увеличением табличных значений удельных потерь напора примерно на 20%. При непосредственном водоразборе из тепловых сетей зарастание труб не учитывают, так как система заполняется сетевой водой, прошедшей на тепловой станции качественную подготовку.
По мере увеличения числа водоразборных приборов диаметр стояков будет постепенно увеличиваться. В целях индустриализации монтажных работ в зданиях до 5 этажей включительно подающие стояки допускается выполнять из труб постоянного диаметра по всей высоте здания.
Гидравлический расчет подающих трубопроводов в циркуляционных системах производится по той же методике, что и в прямоточных системах.