Расчетное кольцо проходит через верхние нагревательные приборы, наиболее удаленные от ввода теплоносителя. Оно разбито на расчетные участки, под которыми принята длина трубопровода с постоянным расходом теплоносителя. На каждом участке определяются тепловые нагрузки, длины и проставляется нумерация, начиная от элеватора по расчетному кольцу.
Располагаемое циркуляционное давление определяется по формуле:
Δррц = Δрн + Б(Δре пр + Δре тр), Па
Δрн = 10 кПа – искусственное давление, создаваемое элеватором;
Б = 0,4 – поправочный коэффициент;
Δре пр= n·h·g·(ρo – ρг)·0,6 – давление возникающее от охлаждения воды в приборе, Па;
Δре тр = 0 Па – дополнительное давление от охлаждения воды в трубах;
n – число этажей;
h – высота этажей, м;
ρo = 977,81 кг/м3 –плотность воды в обратной магистрали;
ρг = 961,92 кг/м3 – плотность воды в подающей магистрали.
Δррц = 10000 + 0,4·9·2,7·9,8·(977,81 – 961,92)·0,6 = 10908 Па
Диаметр труб в циркуляционном кольце подбираем исходя из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления от трения при движении теплоносителя по трубам:
(1 - K) Δррц
Rрц = ——————, Па/м;
Σl
К = 0,65 – доля потерь давления на трение;
Σl – сумма длин участков расчетного кольца, м.
(1 – 0,65)· 10908
Rрц = ———————— = 38,6 Па/м.
99,0
По полученному значению Rрц по приложению Б [2] выбираем диаметры участков d и по значению расхода воды G определяем действительные скорости движения воды и удельные потери давления от трения R. Эти данные заносим в таблицу 3.
Расход воды на участке определяем по формуле:
0,86Qуч
Gi = ———— , кг/ч;
tг – tо
Qуч – тепловая нагрузка участка, Вт;
tг = 105 0С – температура воды в подающей магистрали;
tо = 70 0С – температура воды в обратной магистрали.
Потери давления в местных сопротивлениях определяем по формуле:
υ2
Z = Σξ — ρ, Па;
2
Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
υ – скорость воды на участке, м/с.
Δррц – Σ(Rli + Zi) 10908 – 10346
———————— · 100 % = ——————— · 100 % = 5,1 %
Δррц 10908
Запас давления в основном циркуляционном кольце меньше 10 % => гидравлический расчет выполнен правильно.
2.7 Расчет гидроэлеватора
Гидроэлеватор применен в системе отопления для понижения температуры t1 = 130 0C сетевой воды, поступающей по подающему теплопроводу Т1, до температуры, допустимой в системе tг = 105 0С. Основными частями элеватора являются сопло, камера всасывания, камера смешения и диффузор.
Основной расчетной характеристикой для элеватора служит так называемый коэффициент смешения и представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды к массе воды поступающей из тепловой сети в элеватор:
Gп t1 – tг 130 – 105
u = —— = ——— = ———— = 0,71
Gс tг – tо 105 – 70
Далее определяем основной размер элеватора – диаметр горловины перехода камеры смешения в диффузор:
3.6 Σ Q 3.6 . 79015
Gсм = ———— β1β2 = ————— = 1935 кг/ч;
c(tг – tо) 4.2(105 –70)
Gсм 1935
dг = 87,4 ———— = 87,4 —————— = 51,42
√100√Δрн √100 √ 10346
Принимаем элеватор № 7 с dг = 59 мм и определяем диаметр сопла:
dс = dг/(1 + u) = 59/(1 + 0,71) = 34,5 мм.
Определяем необходимое перед элеватором давление:
1,4(1 + u)2 Δрн = 1,4 ( 1 + 0,71)2 . 10,34 = 42,34 кПа.
3 Тепловая изоляция
Тепловая изоляция имеет огромное значение в экономике теплоснабжения. Благодаря тепловой изоляции уменьшаются падение температуры теплоносителя и потери тепла при транспортировании.
Расчет тепловой изоляции рассмотрим на примере.
Стальная труба (λтр=53 Вт/(м∙0С)) внутренним диаметром d= мм с толщиной стенки δ1= ,0мм покрыта слоем изоляции, коэффициент теплопроводности которой λиз=0,05 Вт/(м∙0С). По трубе протекает вода, температура которой tж1=1050С. Коэффициент теплоотдачи воды к стенке α1=2,1∙10-3Вт/(м2∙0С). Снаружи труба омывается свободным потоком воздуха, температура которого tж2=160С; коэффициент теплоотдачи к воздуху α2=10Вт/(м2∙0С).
Найдем толщину изоляционного материала, обеспечивающую температуру наружной поверхности изоляции 600С.
Линейная плотность теплового потока через изолированную трубу
.
Линейная плотность теплового потока от изоляции к наружному воздуху
Приравниваем правые части этих уравнений и представим решение в виде
где
Подставим значения соответствующих величин и получим
Для графического решения полученного уравнения зададимся значениями dиз, определим у и ln(dиз/d2), а полученные результаты представим в таблице
dиз
0,035
0,045
0,055
0,065
0,075
0,085
0,095
dиз/d2
3,98
5,62
6,25
7,39
8,52
9,66
10,79
ln(dиз/d2)
1,38
1,72
1,83
2,00
2,14
2,27
2,38
y
0,9280
0,7217
0,5904
0,4995
0,4328
0,3818
0,3416
Полученные данные наносим на график и получаем значение корня dиз=0,058м, которое удовлетворяет уравнению у= ln(dиз/d2).
Вт/м
Линейная плотность теплового потока неизолированного трубопровода
Вт/м.
Следовательно, у неизолированного трубопровода потери теплоты с 1 м в 6 раза больше, чем у изолированного.
В результате теплотехнического расчета были приняты конструкции наружных ограждений, которые отвечают современным теплотехническим требованиям. В качестве утеплителя в наружных ограждениях были приняты следующие материалы:
ü для наружных стен – плиты мягкие полужесткие и жесткие минераловатные на битумном связующем:
ρ = 200 кг/м3, δ = 120 мм; Rт = 2,01, (м2×0С)/Вт
ü для подвального перекрытия – полистеролбетонные плиты:
ρ = 300 кг/м3, δ = 100 мм, Rт = 1,7 (м2×0С)/Вт
ü для чердачного перекрытия – полистеролбетонные плиты:
ρ = 300 кг/м3, δ = 210 мм, Rт = 3,07 (м2×0С)/Вт
Был выполнен расчет теплопотерь всех помещений здания (таблица 2.1), который необходим для расчета нагревательных приборов, и определена удельная тепловая характеристика здания q = 0,32 Вт/(м3.оС).
В рассматриваемом здании применена однотрубная горизонтальная система отопления с редукционными вставками без регулирования, с искусственным побуждением циркуляции. В качестве нагревательных приборов применены радиаторы PCBI-2 с температурой теплоносителя 105 0С (в подающей магистрали) и 70 0С (в обратной магистрали).
В ходе расчета нагревательных приборов (таблица 2.2) было определено необходимое для возмещения теплопотерь количество секций в радиаторе каждого помещения.
В результате гидравлического расчета трубопроводов для системы отопления применены трубы диаметром 15, 20 мм.
В системе отопления здания соответствии с расчетом применен гидроэлеватор № 6.
Таким образом, в здании создана система отопления, обеспечивающая необходимый микроклимат помещений и отвечающая современным нормам проектирования.
Таблица 2 - Расчет нагревательных приборов
№
Ноименование помещения
Теплопотери
Средняя температура теплоносителя
Температура помещения
Тип нагревательного прибора
Коэффициент теплопередачи
Поверхность нагрева
Количество секций
Группировка радиаторов
1
3
4
5
6
7
8
9
10
101
Кухня
957,4
87,5
15
PCBI-2
11,5
1,23
1,47
105
Жилая комната
886,3
18
1,19
1,37
106
657,2
0,88
0,76
107
108
109
903,2
1,16
1,31
113
1116,3
20
1,54
2,31
114
639,3
0,86
0,72
115
863,8
116
652,8
0,84
0,69
120
124
125
415,8
0,56
0,30
126
829,4
1,14
1,28
127
713,3
0,96
0,89
201
524,1
0,67
0,44
205
516,2
0,47
206
410,4
0,55
0,29
207
208
209
555,2
0,71
0,50
901
940,8
82,5
1,3
1,64
905
696,5
1,01
0,99
908
530,6
0,77
0,57
909
821,9
1,13
1,25
913
1,4
1,92
926
816,5
1,22
1,44
ЛК 1
2202,4
16
ребр.тр.
L=1м
Таблица 3 - Гидравлический расчет трубопроводов
Тепловая нагрузка участка
Расход воды на участке
Длина участка
Диаметр трубопровода
Скорость движения воды
Потери давления от трения на 1 м длины
Потери давления от трения на участке
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
Потери давления в местных сопротивлениях
Сумма потерь давления на участке
4490,4
193,09
1,565
0,34
110
172,15
41,8
2416,0
2588,2
1813,4
77,98
0,58
0,21
11,6
19,5
430,0
441,6
906,7
38,99
0,25
0,1
4,28
21,4
22,7
0,31
1,55
23,0
0,28
10,0
11,4
0,4
12,0
4868,5
209,35
13
1495
173,4
1668,4
8432,4
362,59
3,5
0,61
400
1400
2,5
465,1
1865,1
10427
448,38
11,0
1210
24,5
1960,0
3170,0
9802,3
1. Строительная теплотехника/ СНБ 2.04.01-97. Мн., 1998.
2. К.В.Тихомиров «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция» М.: Стройиздат, 1981.
3. Р.В. Щекин, В.А. Березовский, В.А. Потапов «Расчет систем центрального отопления» Киев, 1975.
4. А.К. Андреевский «Отопление» Минск, 1982.
Размещено на
Страницы: 1, 2, 3
