close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

150.115 Горячее водоснабжение дома

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный
университет
Кафедра теплогазоснабжения
ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ДОМА
Методические указания
к выполнению курсовой работы и дипломного проекта
по дисциплине «Теплоснабжение»
для студентов специальности 270109 –
«Теплогазоснабжение и вентиляция»
Воронеж 2009
2
Составитель В. В. Гончар
УДК 696.4
ББК 31.361
Горячее водоснабжение дома [Текст]: метод. указания к выполнению курс. работы и дипл. проекта для студ. спец. 270109/Воронеж. гос.
арх. – строит. ун-т; сост.: В. В. Гончар – Воронеж, 2009. - 35 с.
Приведены необходимые указания для выполнения курсовой работы
и дипломного проекта по расчету и выбору основного оборудования систем
горячего водоснабжения жилого дома.
Предназначены для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» для всех форм обучения.
Ил. 7. Табл. 6. Прил. 15. Библиогр.: 5 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.
Рецензент – Б. П. Новосельцев, к. т. н, проф. кафедры «Отопление
и вентиляция» ВГАСУ
3
I. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Цель курсовой работы – закрепление знаний студентов и приобретение
ими практических навыков при расчете и проектировании централизованной
системы горячего водоснабжения жилого дома, получаемого тепло от водяной тепловой сети.
1.1. Исходные данные для проектирования
При разработке системы горячего водоснабжения жилого дома студенту выдается синька с планом типового этажа здания, на котором указываются
следующие данные:
-- количество секций, этажность;
-- температурный график в тепловой сети;
-- гарантированное давление в водопроводе: Р В =4 ат.=40 мм.в.ст.=400 кПа;
-- тип разводки – верхняя, нижняя.
В проектируемом здании должна быть предусмотрена установка следующих приборов: в ванной комнате – смесители у ванн и умывальников, на
кухне – смеситель у мойки. В ванных комнатах предусматривается установка
полотенцесушителей. Места точек водоразбора назначаются в соответствии с
планом здания. Система проектируется с насосной циркуляцией воды в стояках.
Система горячего водоснабжения дома присоединяется к тепловой сети
ТЭЦ или районной котельной с параметрами теплоносителя 150/700. На абонентском вводе устанавливаются скоростные водоводяные подогреватели,
подключаемые к тепловой сети по одной из схем (параллельной, предвключенной, 2-ступенчатой смешанной и 2-ступенчатой последовательной).
1.2. Содержание работы
В курсовой работе разрабатываются: принципиальная схема и внутридомовая сеть горячего водоснабжения с ее строительными и монтажными
элементами, тепловой пункт с водонагревательной установкой и конструкцией теплообменного аппарата, с установкой повысительных и циркуляционных насосов.
Система горячего водоснабжения разрабатывается на основе новейшей
техники с учетом максимальной экономии капитальных затрат на строительство и эксплуатацию системы.
В курсовой работе требуется:
1) определить расчетный расход воды и тепла на горячее водоснабжение, построить суточный график расхода тепла;
2) разработать схему снабжения жилого дома горячей водой;
3) дать схему системы горячего водоснабжения в аксонометрии;
4) нанести на план здания трубопроводы разводящей и циркуляционной системы горячего водоснабжения;
5) составить расчетную схему сети и произвести гидравлический расчет ее от самого дальнего водоразборного крана до подогревателя в тепловом
пункте;
4
6) рассчитать циркуляционную линию системы горячего водоснабжения;
7) произвести тепловой расчет (определить коэффициенты теплоотдачи
и теплопередачи, среднюю разность температур между теплоносителями,
требуемую поверхность нагрева) и гидравлический расчет скоростного водоводяного подогревателя для системы горячего водоснабжения;
8) произвести выбор повысительного и циркуляционного насосов;
9) разработать дренаж и воздухоудаление системы горячего водоснабжения;
1.3. Объем работы
В состав курсовой работы входят расчетно-пояснительная записка и
графическая часть.
Расчетно-пояснительная записка (15-25 стр. текста) должна содержать:
исходные данные и краткое описание объекта; описание принципиальной
схемы снабжения горячей водой; расчет расходов воды и тепла; гидравлический расчет трубопроводов; расчет теплопотерь и циркуляционных расходов;
подбор насосного оборудования; тепловой и гидравлический расчеты подогревательной установки; дренаж и воздухоудаление; тепловое и гидравлическое испытание системы горячего водоснабжения. Пояснительная записка
должна иметь титульный лист, оглавление, перечень использованной литературы.
В объем графической части (1 лист) входят:
1) план типового этажа и подвала (М 1:100) с нанесением точек водоразбора, стояков и трубопроводов по подвалу здания;
2) аксонометрическая схема системы горячего водоснабжения здания
(на схеме указать диаметры всех участков трубопроводов, номера стояков,
арматуру, воздушники, спускники, точки водоразбора, уклоны труб);
3) экспликация основного и вспомогательного оборудования, материалов.
2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ
СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Система горячего водоснабжения включает в себя (рис. 2.1): водоподогревательную установку (4); подающий трубопровод (1), состоящий из магистрального трубопровода (5) и подающих водоразборных стояков (6); циркуляционные стояки (7) и магистрали (10); циркуляционный насос (11); водоразборную (12) и запорную арматуру (13); водомер (2); полотенцесушители (8).
3. РАСХОДЫ ВОДЫ И ТЕПЛА НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
3.1. Расчетная схема трубопроводов
В задании на проектирование указывается количество жилых комнат
(секций), этажность и расположение водозаборных приборов.
На план типового этажа наносят водоразборные приборы: ванны (В),
мойки (М), умывальники (У). Водоразборные стояки целесообразно размещать в специальных шахтах (нишах) в санузлах. Там же размещаются обычно стояки канализации и холодного водоснабжения. Наносят подводки от
приборов к стоякам. Все стояки нумеруются. После определения количества
водоразборных стояков и их месторасположения на плане здания, необходимо приступить к составлению схемы системы горячего водоснабжения.
5
На плане подвала изображаются магистральные трубопроводы (прокладываются под перекрытием подвала) и подводки к стоякам.
Рис. 2.1. Схемы и основные системы
а, б – тупиковые схемы с нижней и верхней разводкой;
в – “классическая схема” с парным подающим и циркуляционным стоякам;
г – схема с полотенцесушителями на подающих стояках;
д – схема с секционным узлом и общим циркуляционным стояком;
(1 – водопровод, 2 – водомер, 3 – обратный клапан, 4 – скоростной водоводяной
подогреватель, 5 – подающий магистральный трубопровод, 6 – водоразборный стояк, 7 –
циркуляционный стояк, 8 – полотенцесушители, 9 – кольцующая перемычка, 10 – циркуляционный трубопровод, 11 - циркуляционный насос, 12 – водоразборная арматура, 13 –
запорная арматура, 14 – регулировочный клапан, 15 – воздушники).
Разрабатывается аксонометрическая схема (рис. 3.1) сети горячего водоснабжения. На ней изображаются не все стояки, а только характерные,
имеющие различное количество приборов или наиболее удаленные от подогревателя. Остальные стояки показываются в виде обрывов с соответствующей нумерацией. Полотенцесушители (8) устанавливаются на циркуляционных стояках (7) или на подающих стояках (5). Трубопроводы необходимо
прокладывать с уклоном не менее 2% в сторону теплового пункта, что обеспечит одновременно и удаление воздуха при водоразборе через верхние краны и слив воды в тепловой пункт.
Для спуска воды из системы в нижних ее точках рекомендуется устанавливать спускники, а для выпуска воздуха в верхних точках – воздушники
(15) или водоразборные краны на верхних этажах здания.
Запорную арматуру располагают у оснований подающих и циркуляционных стояков (в подвале) и на подводках к приборам в каждую квартиру.
Трубопроводы, прокладываемые в подвале и на чердаке здания, должны иметь тепловую изоляцию. Водоразборные и циркуляционные стояки выполняются без тепловой изоляции. На основании рис. 2.1 и 3.1 выбирают
расчетное направление от теплового пункта до наивысшей водоразборной
6
точки самого удаленного стояка. Производят нумерацию отдельных участков
и указывают их длины.
3.2. Секундные и часовые расходы воды
Количество потребляемой горячей воды зависит от многих факторов:
режима водопотребления (времени суток, дня недели), количества и характеристик водозаборных приборов, численности потребителей и т.д.
Согласно СНиП [1], в зависимости от степени благоустройства зданий,
установлены нормы расхода горячей воды на бытовые нужды. Однако ввиду
не одновременности потребления горячей воды, фактический расход воды по
трубопроводам существенно отличается от нормального. Этот расход принимается за расчетный и служит для определения диаметра трубопроводов.
Расчетные секундные расходы горячей воды, л/с, при водоразборе и на участках трубопроводов следует определять по формуле:
G = 5 gα ,
(3.1)
где g – расход воды одним водоразборным прибором, л/с, который определяется по прил. 1. Если на расчетных участках сети установлены различные по производительности водоразборные приборы, то значение
g следует принимать по такому из них, для которого расход горячей
воды является наибольшим. Для жилых домов, в которых имеются
ванны, этот расход принимается по смесителю ванны, g = 0,2 л/с;
α – безразмерная величина, зависящая от общего количества N водоразборных приборов на расчетном участке сети и вероятности их действия P в час наибольшего водопотребления, определяется по [1], прил.
4), α = f ( N ⋅ P) .
Вероятность действия Р водоразборных приборов определяется по формуле:
g ич ⋅ V
P=
,
(3.2)
3600 ⋅ g ⋅ N
где gич – норма расхода горячей воды одним водоразборным прибором в час
наибольшего водопотребления, л/с, принимается по прил. 2;
V - количество потребителей (жителей) горячей воды, находится из выражения
F
V = ∑ , чел. ,
(3.3)
f
где ΣF – суммарная жилая площадь квартиры (здания), м2;
f – норма жилой площади на 1 чел., f = 9-12, м2/чел.;
N – количество приборов, обслуживающих данный участок.
По найденному значению Р определяется произведение NP, а затем (по
[1], прил. 4) находят α, а по формуле (3.1) – секундный расход G. Результаты
расчетов по определению расхода воды сводят в табл. 3.1.
Максимальный часовой расход, м3/ч, который соответствует вечернему
пику потребления горячей воды и используется при определении поверхности нагрева водоподогревателей, определяется по формуле:
7
Gч = 18 ⋅ g ⋅ K и ⋅ α ч ,
(3.4)
где Ки – коэффициент использования водоразборного прибора в час наибольшего водопотребления, принимается по прибору, для которого часовой расход воды gx является характерным (прил. 1) для данного здания
или группы зданий. Для жилого здания – это кран смесителя у ванны,
для которого Ки = 0,28;
8
Таблица 3.1
Расчет секундных расходов
Расход
Кол-во Кол-во
Вероятность
Номера
воды
Произвеприбо- потребидействия
участпридение,
ров,
телей,
приборов,
ков
NP
бором,
N, шт.
V, чел.
Р
g, л/с
1
2
3
4
5
6
1-2
1
0,14
0,0185
0,0185
2-3
2
0,2
0,0185
0,0370
3-4
3
4
0,2
0,0185
0,0555
4-5
3
4
0,2
0,0185
0,0555
5-6
6
8
0,2
0,0185
0,110
6-7
9
12
0,2
0,0185
0,1665
7-8
12
16
0,2
0,0185
0,222
8-9
15
20
0,2
0,0185
0,2775
9-10
30
40
0,2
0,0185
0,555
10-11
60
80
0,2
0,0185
1,110
Gч = 18 ⋅ g ⋅ K и ⋅ α ч ,
Коэффициент,
α
7
0,211
0,25
0,282
0,282
0,355
0,415
0,467
0,510
0,710
1,025
Секундный расход на
участке,
G, л/с
8
0,211
0,250
0,282
0,282
0,355
0,415
0,467
0,510
0,710
1,025
(3.4)
где Ки – коэффициент использования водоразборного прибора в час наибольшего водопотребления, принимается по прибору, для которого часовой расход воды gx является характерным (прил. 1) для данного здания
или группы зданий. Для жилого здания – это кран смесителя у ванны,
для которого Ки = 0,28;
αч – безразмерная величина, зависящая от числа приборов и вероятности их
использования в час наибольшего водопотребления Рч, определяется
аналогично α по (1, прил. 4) в зависимости от произведения NPч.
Вероятность использования водоразборных приборов вычисляется из
выражения
P
Pч =
.
(3.5)
Kи
Расход горячей воды за сутки наибольшего водопотребления (используется для определения емкости бака-аккумулятора), м3/сут
(3.6)
Gи = 0,001 ⋅ g и ⋅ V ,
где gи – норма расхода горячей воды за сутки наибольшего водопотребления,
л/сут, (принимается по прил. 2).
Среднесуточный расход воды, м3/сут., за отопительный период при
расчете потребления тепла системой горячего водоснабжения
(3.7)
Gис = 0,001 ⋅ g ис ⋅ V ,
где gис – среднесуточная норма расхода горячей воды за отопительный
период, л/сут (принимается по прил. 2).
9
3.3. Расходы тепла
Часовые расходы тепла в системе горячего водоснабжения определяются по следующим формулам, кДж/ч:
а) максимальный часовой для определения поверхности нагрева водонагревателей (при отсутствии баков—аккумуляторов):
(3.8)
Q гвм = G ч ⋅ γ ⋅ c (t г .ср . − t x ) / 2,4 + ΔQ п + ΔQц ,
б) среднечасовой (при наличии бака—аккумулятора):
Qгв = Qгвм / 2,4 ,
(3.9)
в) среднечасовой за сутки наибольшего водопотребления при определении емкости бака—аккумулятора:
Gч ⋅ γ ⋅ с (t г.ср. − t x )
ср
(3.10)
Qгв
=
+ ΔQп + ΔQц ,
24
г) среднечасовой за неделю или за отопительный период при расчете
потребления тепла системой:
Gис ⋅ γ ⋅ с (t г.ср. − t x )
ср.н
(3.11)
Qгв
=
+ ΔQп + ΔQц ,
24
где γ – плотность воды, кг/м3;
с = 4,19 кДж/(кг·К) – теплоемкость воды;
tг.ср. = 550С – средняя расчетная температура горячей воды в системе;
tх = 50С – расчетная температура водопроводной воды в зимнее время;
ΔQп, ΔQц – теплопотери подающими и циркуляционными трубопроводами, кДж/ч, (определяется после нахождения диаметра соответствующих трубопроводов, разд. 4).
Среднечасовой расход тепла в летний период, ГДж/ч:
ср.н 55 − t хл
β ⋅10 − 6 ,
(3.12)
Qгвл = Qгв
55 − t х
где β = 0,8 – коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды;
tхл = 150С – температура водопроводной воды в летний период.
Годовой расход тепла на горячее водоснабжение, ГДж/год:
год
ср.н
Qгв
= Qгв
⋅ n0 ⋅ 10 −6 + Qгвл (8400 − n0 ) ,
(3.13)
где n0 – продолжительность отопительного периода, ч/год.
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
4.1. Расчет подающих трубопроводов
Гидравлический расчет ведут сначала по наиболее удаленному направлению до наивысшей точки водоразбора. На рис. 3.2 таким направлением является 11-10-9-4-1.
При известном расходе воды диаметр трубопровода на участке подбирают по допускаемой скорости движения воды, которую в подающих трубах
принимают не более 1,5 м/с, а в подводках к приборам (4-1) – не более 2,5 м/с.
10
Расчет производится по таблице (прил. 3), которая составлена с учетом
зарастания труб в процессе эксплуатации. Расход воды и ее скорость однозначно определяют диаметр трубы и удельные потери напора на участке.
Потери давления на отдельных участках сети определяют по формуле, Па:
ΔPуч = Rl ⋅ l (1 + K м ),
(4.1)
где Rl – удельные потери давления на трение с учетом зарастания труб, Па/м;
l – длина расчетного участка по плану, м;
Км – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях в долях от линейных потерь, принимается по прил. 5.
Общие потери давления в подающем трубопроводе от подогревателя
до наиболее удаленной и высоко расположенной точки водоразбора определяются как сумма потерь на каждом из расчетных участков:
n
ΔPпол = ∑ ΔPуч.i .
(4.2)
i =1
Результаты предварительного расчета подающих трубопроводов заносятся
в табл. 4.1.
4.2. Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов
4.2.1. Расчет теплопотерь и циркуляционных расходов
В системе горячего водоснабжения жилых зданий с количеством этажей более четырех, с целью предотвращения остывания воды при отсутствии
водоразбора, предусматривается циркуляция горячей воды. Циркуляционные
трубопроводы прокладываются рядом с подающими или в ванных комнатах
совместно с полотенцесушителями.
Требуемый циркуляционный расход воды, необходимый для компенсации теплопотерь, следует определять по формуле
Qтп
(4.3)
Gц =
, л / сек. ,
3600 ⋅ C ⋅ Δt
где Qмп – потери тепла подающими трубопроводами, кДж/ч;
С = 4,19 кДж/(кг·К) – теплоемкость воды;
Δt – допустимое остывание воды во всех подающих трубопроводах, принимается 50С, обычно Δt = 100С.
Суммарные теплопотери всех подающих трубопроводов:
n
Qтп = ∑ g i li ,
(4.4)
i =1
где gi – удельные теплопотери 1 п.м. трубопровода, кДж/м·ч;
li – длина отдельных участков трубопровода, м.
Удельные теплопотери вычисляются по формуле:
g i = K ⋅τ ⋅ d í ( tï åð − t0 ) (1 − η ) ,
(4.5)
11
Таблица 4.1
1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
2
0,211
0,25
0,282
0,282
0,355
0,415
0,467
0,510
0,710
1,025
циркул.,
Gц
суммар.
G+Gц
3
1
0,0356
0,0356
0,0356
0,0356
0,0356
0,0712
0,1463
4
0,211
0,25
0,282
0,318
0,391
0,451
0,520
0,546
0,781
1,171
Примечание
Номер водоразучастка
бор.,
G
ΔРс = 39,22 кПа
Расход воды, л/с
Гидравлический расчет подающих трубопроводов
Предварительный расчет
Окончательный расчет
Длина
Потери
Уд. поУд. попо
Условн. СкоКоэф.
Условн. Скоучастка,
тери
тери
плану, диаметр, рость,
диаметр, рость,
потерь,
ΔРуч.,
напора,
напора,
l, м
dу, м
Км
dу, м
W, м/с
W, м/с
Rl, Па/м
Rl, Па/м
кПа
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1,5
15
1,0
3100
15
1,0
3100
0,1
5,10
1,0
15
1,3
4400
15
1,3
4400
0,1
4,93
2,0
15
1,4
5530
15
1,4
5530
0,1
11,20
3
20
0,8
1060
20
0,9
1360
0,1
4,49
3
20
1,0
1700
20
1,1
2070
0,1
6,83
3
25
0,7
615
25
0,8
725
0,1
2,39
3
25
0,8
760
25
0,9
985
0,1
3,18
4
32
0,5
202
32
0,5
230
0,2
1,10
2
32
0,7
390
32
0,8
470
0,2
1,13
6
40
0,78
395
40
0,83
530
0,2
5,09
ΔР = 45,44 кПа
12
где К = 42 кДж/(м2·ч·К) – коэффициент теплопередачи неизолированной трубы;
dн – наружный диаметр трубы, м;
tпер = 550С – средняя температура воды в трубопроводах систем горячего
водоснабжения;
t0 – температура окружающей среды, принимается в зависимости от места прокладки трубопровода: в ванных комнатах + 200С, в не отапливаемых технических подпольях, подвалах и на чердаках + 50С; на теплых
чердаках + 200С; на лестничных клетках + 160С;
η – коэффициент сохранения тепла изоляцией, принимается в зависимости от ее конструкции равным 0,6 – 0,8, для неизолированной трубы η=0.
Принимаем, что во всем доме стояки имеют одинаковую конструкцию
и диаметр. Отличие может быть только за счет длины подводок к стояку, которые прокладываются в подвале здания. Все стояки принимаются неизолированными, т.к. они проходят внутри помещений (в санузлах). Магистрали в
подвале, на чердаке и подводки к стоякам необходимо изолировать.
На основании приведенных выражений рассчитаем потери тепла и циркуляционные расходы для системы горячего водоснабжения (рис. 3.2).
Расчет циркуляционных трубопроводов записываем в расчетный бланк
табл. 4.2. В первую графу бланка – номера расчетных участков, во вторую –
их длину в метрах, в третью – диаметр в миллиметрах. В четвертую графу
записывают среднюю температуру теплоносителя (горячей воды) на каждом
участке.
В пятой графе расчетного бланка указывают температуру окружающей
среды (воздуха). В шестую графу записывается разность (температурный напор) между температурой теплоносителя в середине участка и окружающей
средой.
Потери тепла одним погонным метром (графа 7) определяют по формуле (4.5), в зависимости от перепада Δt и диаметра трубопровода. Потерю
тепла на участках (графа 9) определяют произведением удельной потери тепла на длину участка. В восьмую графу записывают выражение 1-η. В графе
10 нарастающими числами записывают потери тепла всеми расчетными участками (от конечного участка до подогревателя). Теплоотдача полотенцесушителей с участками циркуляционных трубопроводов для каждой квартиры
рассчитывается по формуле (4.5). Потери тепла однотипными стояками считаются равными с учетом разности длин участков присоединения этих стояков к магистрали. В последней (одиннадцатой) графе расчетного бланка записаны циркуляционные расходы горячей воды, определенные по формуле (4.3).
Результаты расчетов сведены в табл. 4.2.
Циркуляционный расход по отдельным участкам системы можно также
вычислить, распределяя его пропорционально тепловым потерям.
Если известен общий циркуляционный расход, расходы по участкам
будут:
Q
10750,8
G10 −12 = Gц 10 −12 = 0,1463
= 0,0712 л / с ,
22071,6
∑ Qn
13
на участке 9-10:
G9 −10 = Gц
Q9 −10
10750,8
= 0,1463
= 0,0712 л / с ,
22071,6
∑ Qn
G8 − 9 = Gц
Q8 − 9
5375,4
= 0,1463
= 0,0356 л / с .
22071,6
∑ Qn
на участке 8-9:
Здесь Q10-12, Q9-10, Q8-9 – теплопотеря на соответствующих участках системы горячего водоснабжения.
4.2.2. Корректировка предварительного расчета
подающих трубопроводов
После определения циркуляционных расходов производим окончательный расчет подающих трубопроводов на суммарный расход горячей воды при водоразборе и циркуляционный расход G – Gц с целью уточнения
принятых в предварительном расчете скоростей, диаметра и удельных потерь
давления.
Расчет выполняется по той же методике, что и предварительный, с помощью таблицы для гидравлического расчета (прил. 3). Результаты расчета
приведены в табл. 4.1.
Из табл. 4.1 видно, что увеличение диаметра трубопроводов не потребовалось. В случае увеличения диаметра произойдет возрастание потерь тепла на этих участках. Поскольку увеличение теплопотерь невелико, что на
циркуляционном расходе практически не сказывается, корректировку по теплопотерям не делаем.
Суммируя потери давления на участках (табл. 4.1), получаем общие
потери давления в подающем трубопроводе от водонагревателя до наиболее
удаленной водоразборной точки в режиме максимального водоразбора:
ΔРпод = 45,44 кПа – это потеря давления, которая используется для расчета
подающих трубопроводов.
4.3. Гидравлический расчет трубопроводов при циркуляционном
расходе (водоразбор отсутствует)
В системе горячего водоснабжения с циркуляцией различают два основных вида гидравлических режимов: режим максимального водоразбора и
режим циркуляции при полном отсутствии водоразбора. Первый режим относится к вечерним часам суток, и по нему был произведен гидравлический
расчет подающих трубопроводов. По мере уменьшения водоразбора, вплоть
до его прекращения, циркуляционный расход увеличивается до расчетного
значения, характерного для ночного времени.
Таблица 4.2
Номер
участка
1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
полот.
8-9
Ст. 1
Ст. 2
9-10
10-12
10-11
8΄- 9΄
9΄- 10΄
10΄- 11΄
Длина
участка,
l, м
2
1,5
1,0
2,0
3
3
3
3
5,5
4
2
Ст. 4
6
4
2
12
Расчет теплопотерь и циркуляционных расходов
Температура, 0С
Потери тепла, кДж/ч
Диаметр
На участтрубы,
Удельные,
Воздуха,
Воды,
Δt
1-η
dн, мм
gi
t0
tпер
ке, gili
3
4
5
6
7
8
9
0,0213
55
23
32
89,9
1
135,0
0,0213
55
23
32
89,9
1
89,9
0,0213
55
23
32
89,9
1
179,8
0,0268
55
23
32
113,1
1
339,3
0,0268
55
23
32
113,1
1
339,3
0,0335
55
23
32
141,4
1
424,2
0,0335
55
23
32
141,4
1
424,2
0,0268
55
23
32
113,1
1
622,0
0,0423
55
5
50
83,4
0,3
333,6
2265,3 + 5,622
=
2265,3
+
3110 = 5375,3
1931,7 + 83,402
+
5,622
=
5208,5
0,0423
55
5
50
83,4
0,3
166,8
ст. 3 с подводками = 10750,8
0,048
55
5
50
95,0
0,3
570,0
0,0268
55
5
50
53,0
0,3
212
0,0268
55
5
50
53,0
0,3
106
0,0335
55
5
50
66,3
0,3
795,6
Qтп = ΣQп + ΣQц = 22071,6 + 1113,6 = 23185,2 кДж/ч
ΣQтп,
кДж/ч
10
135,0
224,9
404,7
744,0
1083,3
1507,5
1931,7
Циркул.
расход,
Gц, л/с
11
2265,3
10584,0
10750,8
21501,6
22071,6
212
318
1113,6
0,0356
0,0702
0,0712
0,1424
0,1463
0,007
ΔPст.1ц =
1,60 кПа
ΔPст.1п = 0,61 кПа
В этом режиме «чистой циркуляции» вода, пройдя водоразборные стояки, поступает в циркуляционные стояки и далее по распределительному циркуляционному трубопроводу возвращается в подогреватель. Таким образом,
образуются циркуляционные кольца.
Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов проводят по
форме, приведенной в табл. 4.3. Диаметр циркуляционных трубопроводов
принимают на 1-2 размера меньше соответствующего диаметра подающих
трубопроводов.
Таблица 4.3
Гидравлический расчет подающих и циркуляционных
трубопроводов при циркуляционном расходе воды
ПриЦиркул. Длина Условн. Ско- Потери давления
Номер
Коэф.,
мечарасход, участка, диаметр, рость. удельн., на учас.,
участка
Км
l, м
ние
dy, мм W, м/с Rl, Па/м ΔР, Па
Gц, л/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Подающие трубопроводы
4-5
0,0356
3
20
0,14
34,0
112,2
0,1
5-6
0,0356
3
20
0,14
34,0
112,2
0,1
6-7
0,0356
3
25
0,14
34,0
112,2
0,1
7-8
0,0356
3
25
0,14
34,0
112,2
0,1
8-9
0,0356
4
32
0,14
34,0
163,2
0,2
9-10 0,0712
2
32
0,1
17,0
40,8
0,2
10-11 0,1463
8
40
0,1
8,0
76,8
0,2
ΣΔРп = 729,6 Па = 0,73 кПа
Циркуляционные трубопроводы
4-8
0,0356
28
20
0,14
34
1428,0
0,5
8-9
0,0356
4
20
0,14
34
163,2
0,2
9-10 0,0712
2
20
0,2
87,0
208,8
0,2
10-11 0,1463
12
25
0,25
75,0
1080,0
0,2
ΣΔРц = 2880 Па = 2,9 кПа
Расчет аналогичен расчету подающих трубопроводов и производится по прил. 3.
После выбора диаметра циркуляционных стояков и циркуляционных
трубопроводов необходимо определить потери Qтц по формуле (4.5) (см. табл.
4.2) и скорректировать максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение по формуле (3.8).
4.4. Увязка потерь давления в циркуляционных кольцах
Согласно СНиП [1], при гидравлическом расчете трубопроводов следует
обеспечить увязку потерь напора в трубопроводах водоразборных и циркуляционных стояков с располагаемым перепадом давления в точках их присоединения к подающим циркуляционным трубопроводам, а также в подающих и
циркуляционных трубопроводах от водонагревателя до наиболее удаленных
водоразборных приборов каждого циркуляционного кольца (ветви). Неувязка
16
не должна превышать 10%. При этом потерю напора (давления) в наиболее
удаленном циркуляционном узле (водоразборном и циркуляционном стояках)
целесообразно принимать 20-40 кПа (0,2-0,4 кг/см2).
В рассматриваемом примере указанная потеря составляет (см. табл. 4.1 и 4.3):
ΔPст.1 + ΔРц = 39,22 + 2,9 = 42,12кПа .
Потери давления в циркуляционном узле при циркуляционном расходе
не должны, как правило, превышать 19,6 кПа (0,2 кг/см2), в примере (см. табл. 4.3):
ΔPп + ΔРц = 0,73 + 2,9 = 3,63кПа.
Увязка потерь давления производится подбором диаметра циркуляционных стояков или подбором на циркуляционных стояках диафрагм. Диаметр
отверстия дроссельной диафрагмы определяется по формуле, мм:
dg =
Gц
ΔPg
,
(4.6)
где Gц – расход воды, проходящей по трубопроводу, л/с;
ΔPg – перепад давления, который необходимо погасить диафрагмой, Па.
Проверим неувязку давления в циркуляционных узлах стояков 1-2, т.е.
в точках их присоединения к подающим и циркуляционным трубопроводам.
Потери давления в наиболее удаленном циркуляционном узле стояка 1,
как видно из табл. 4.1 и 4.3, равны 42,12 кПа и лежат в пределах, рекомендованных [1] значений равных 20…40 кПа.
Это значение является одновременно располагаемым перепадом давления для циркуляционного узла стояка 2, который присоединяется к подающим
и циркуляционным трубам в тех же точках 9 и 9', что и стояк J.
Расчет неувязки в циркуляционных узлах (кольцах) рекомендуется производить по форме табл. 4.4.
Таблица 4.4
Расчет циркуляционных узлов
Потери
Расход воды, л/с
Длина Диам. Скор.
давления
Номер
Примеучастка, услов., воды,
на уч.,
участка
чание
удел.,
l, м
dу, мм W, л/с
G
Gц G+Gц
ΔР,
R·Па/м
Па
Стояк 2
Располагаемая разность давления ΔРст.2 = ΔРст.1 = 42,12 кПа
Подводка
9 – ст.2 0,510 0,0356 0,546
2
32
0,5
230 0,552
в подвале
Ст. 2 из расчета ст. 1 (табл. 4.3 без учета участка 8-9)
38,12
II ст.
- 0,0356 0,0356
2
20
0,14
34,0
0,08
2-9
38,75
17
42,12 − 38,75
⋅ 100 = 8,1% (не превышает допустимой величины).
42,12
Увязку давления можно произвести соответствующим подбором диаметра труб или увеличением циркуляционного расхода горячей воды через
стояк. Согласно рекомендациям [1], циркуляционный расход не должен превышать требуемый, определяемый по теплопотерям более чем на 30%.
Неувязка
5. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА
5.1. Выбор схемы присоединения водоподогревательной установки
Схему присоединения водонагревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям следует выбирать по [3] в зависимости от соотношения максимальных часовых расходов тепла на горячее водоснабжение Qнгв и на отопление Q0, т.е.:
(5.1)
ρ = Qгвн / Qo ,
а) при ρ = 0,2 – 1,0-- двухступенчатые схемы;
б) при остальных соотношениях -- одноступенчатую параллельную.
В курсовой работе схема подключения подогревателей задается руководителем (параллельная, предвключенная, 2-ступенчатая последовательная, и
2-ступенчатая смешанная) для увеличения вариантов расчета в учебных целях.
Максимальный (расчетный) расход тепла на отопление (кДж/ч) определяют по формуле
(5.2)
Qo = q ⋅ F ,
где F – жилая площадь дома, м2;
q – укрупненный показатель удельного расхода тепла, кДж/(м2·ч), принимается по табл. 5.1 ( q=586 кДж/(м2·ч));
Примечание. Промежуточные значения должны определяться по интерполяции.
5.2. Расчет водоподогревательной установки
5.2.1. Тепловой расчет
Задачей расчета является определение поверхности нагрева подогревателя и количества стандартных секций. Общий вид и габаритные размеры секций приведены в прил. 11.
Предварительно определяем следующие параметры.
1. Расход сетевой воды, протекающей через межтрубное пространство
подогревателя II (верхней) ступени, по формуле (5), м3/ч:
GгвII =
0,55 ⋅ Qгвм ⋅ 10 6
,
III
с ⋅ ρ τ IIII − τ 20
(
)
(5.3)
где τ IIII - температура прямой сетевой воды в точке излома температурного
графика, принимается равной 650С;
III
- то же, обратной сетевой воды после системы отопления (определяется из
τ 20
температурного графика в точке излома), можно принимать равной 41,70С;
18
ρ = 985 кг/м3 – плотность сетевой воды во II ступени подогревателя (определяется
по
средней
температуре
воды
из
прил.
13
III
III
0
τ ср. = 0,5 τ I + τ 20 = 0,5(65 + 41,7 ) = 53,3 . );
с = 4,19 кДж/(кг·К) – удельная теплоемкость воды.
Примечание. а) Параметры с индексом III относятся к расчетному
режиму в точке излома температурного графика;
б) 106 – перевод гигаджоулей в килоджоули.
2. Расход сетевой воды на отопление, м3/ч:
(
)
G0 =
Q0 ⋅106
.
ñ ⋅ ρ (τ II − τ 20I )
(5.4)
3. Расчетный расход сетевой воды на ввод в тепловой пункт, м3/ч, равный также расходу через I (нижнюю) ступень подогревателя:
G p = GгвI = GгвII + G0 .
Далее производим расчет первой и второй ступени подогревателя.
Расчет подогревателя первой ступени.
4. Тепловая производительность ступени, ГДж/ч:
III
м tn − t x
(5.5)
,
QI = Qгв
tг − t x
где t пIII = τ 20III − (5 ÷ 100 ) - температура водопроводной воды после I ступени.
5. Температура сетевой воды на выходе из ступени:
τ 2III = τ 20III −
QII ⋅106
.
GãâI ⋅ c ⋅ ρ
6. Температурный напор в подогревателе:
Δtб − Δt м
Δt I =
,
2,3 lg Δtб / Δt м
(5.7)
(5.8)
где Δt б = τ 2III − t x ; Δt м = τ 20III − t nIII - большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой средами.
7. Средние температуры сетевой и водопроводной воды:
(
)
(
)
III
τ Iсс = 0,5 τ 20
+ τ 2III ; t Icp = 0,5 t x + tnIII . .
(5.9)
8. Предварительно задаем скорость водопроводной воды внутри трубок
подогревателя в пределах 0,5 … 1,5 м/с и определяем площадь живого сечения
трубок, м2:
Gч
f тр =
,
(5.10)
3600 ⋅ WтрI
по прил. 8 выбираем тип подогревателя.
9. Определяем действительное значение скорости, м/с, воды в трубках:
19
WтрI =
Gч
.
3600 ⋅ f тр
(5.11)
Скорость воды, м/с, сетевой воды в межтрубном пространстве:
GгвI
.
WмтI =
3600 ⋅ f мт
(5.12)
10. Эквивалентный диаметр, м, межтрубного пространства:
d эк =
DB2 − n ⋅ d н2
,
DB + n ⋅ d н
(5.13)
где DB, dн – соответственно внутренний диаметр корпуса подогревателя и наружный диаметр трубок, м;
n – число трубок.
11. Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к наружной поверхности
трубок определяется по формуле, кДж/(м2·ч·К):
0,8
2 W мтI
I
(5.14)
α1 = c 1400 + 18τ Icp − 0,035 ⋅ τ Icp 0, 2 .
d эк
(
)
12. Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубок к водопроводной воде, кДж/(м2·ч·К):
0,8
WтD
2
I
(5.15)
α 2 = c(1400 + 18t Icp − 0,035 ⋅ t Icp ) 0 , 2 ,
dв
где dв – внутренний диаметр трубок.
13. Коэффициент теплопередачи от сетевой к водопроводной воде:
KI =
β
δ тр
+
+
α 1I α 2I λтр
1
1
,
(5.16)
где β = 0,8-0,85 – коэффициент, учитывающий загрязнение трубок;
δтр = 0,001 м – толщина стенки трубок;
λтр = 377,0 кДж/(м2·ч·К) – коэффициент теплопроводности латунных трубок.
Значения α находятся в пределах от 7000 до 30000 кДж/(м2·ч·К), а К – в
пределах от 4000 до 8000 кДж/(м2·ч·К).
14. Необходимая поверхность, м2, нагрева подогревателя I ступени:
QI ⋅ 106
FI =
.
K I ⋅ Δt I
15. Количество секций подогревателя:
F
ZI = I .
f
(5.17)
(5.18)
20
Расчет подогревателя второй ступени
Принимаем тот же тип подогревателя. Тепловая производительность
ступени
(5.19)
Q II = Qгвм − Q I .
Расчет выполняется аналогично расчету I ступени.
5.2.2. Гидравлический расчет
Потери напора, кПа, нагреваемой воды в скоростных секционных водонагревателях следует определять по формуле:
2
ΔPпу = 9,8n ⋅ m ⋅ Wтр
⋅ Z,
(5.20)
где n – безразмерный коэффициент, учитывающий увеличение потерь давления в водонагревателе за счет зарастания в процессе эксплуатации системы горячего водоснабжения, n = 4;
m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции скоростного водонагревателя, m = 0,75 при длине секции 4м, и m = 0,04 при длине секции 2 м;
Wтр – скорость движения воды в трубках водонагревателя без учета их зарастания, м/с;
Z – число секций водонагревателя.
Общие потери давления по водопроводной воде допускается принимать
39,2…58,8кПа. При больших значениях величин следует взять другой тип водонагревателя.
5.3. Подбор насосного оборудования
На основании гидравлического расчета трубопроводов и водонагревателей определяется требуемое давление Pтр, кПа, в сети холодного водопровода,
обеспечивающее подачу расчетного расхода воды на необходимую высоту и
нормальное давление и водоразборных приборов, по формуле:
Ρтр = ΔΡвод + ΔΡпу + ΔΡпод + ΔΡг + ΔΡсв ,
(5.21)
где ΔΡпу - потери давления в водонагревательной установке, определяют по
формуле (5.21), кПа;
ΔΡвод - потери давления в водомере, кПа;
ΔΡпод - потери давления в подающих трубопроводах сети горячего водоснабжения (по данным гидравлического расчета см. табл. 4.1), кПа;
ΔΡг = 9,8 ⋅ Η г ( Η г - геометрическая высота подъема воды, принимается
равной высоте здания, м), кПа;
ΔΡсв - свободное давление за водоразборным краном, принимается 19,635,0 кПа по [4].
Потери давления в водомере находят по формуле, кПа:
(5.22)
ΔΡвод = S ⋅ G 2 ,
2 2
где S – сопротивление водомера, кПа·с /л , принимается по прил. 11;
21
G – расчетный расход, л/с, определяется по формуле (3.1).
В тепловом пункте устанавливается один общий водомер для учета расхода холодной и горячей воды, поэтому при определении расхода по формуле (3.1) необходимо принимать g = g общ = 0,3 л / с (общий расход холодной и
горячей воды для диктующего прибора).
Тип водомера сначала подбирают по максимальному водопотреблению
в сутки, который для жилого здания определяется по формуле, м3/сутки:
общ
g сут
⋅V
max
G сут =
,
(5.23)
1000
общ
где g сут
- общая норма водопотребления на одного человека в сутки,
принимается по [4], табл. 2:
общ
g сут
= 300 л / (сут ⋅ чел ),
V – число жителей.
max
Gсут
≤ Gx
При этом должно выполняться условие
, где Gx – наибольшая
эксплуатационная нагрузка по расходу воды за сутки, м3/сут. (прил. 11).
Водомер проверяется также на наибольший и наименьший допускаемый
расход.
Потери давления при пропуске расчетного расхода допускается принимать не более: в крыльчатых водомерах 24,5 кПа, в турбинных – 9,8 кПа.
В зависимости от соотношения величин Pтр ≥ PB , где Рв - гарантированное давление в водопроводной сети, выбирают назначения и параметры работы насосной установки.
При Pтр ≤ PB система будет работать под давлением водопроводной сети, при этом на циркуляционной линии устанавливается только насос, необходимый для создания циркуляции.
Необходимый перепад давления, кПа, циркуляционного насоса определяется по формуле:
2
⎛ xG + Gц ⎞
⎟ + ΔРцц ,
ΔPцн = ΔРпц ⎜
(5.24)
⎜ G
⎟
ц
⎝
⎠
где ΔРпц , ΔРцц - потери давления по подающим и циркуляционным трубопроводам дальнего кольца системы при отсутствии водоразбора (табл. 4.3), кПа;
G – расчетный расход горячей воды (формула 3.1);
Gц – циркуляционный расход (формула 4.5), л/с;
х – доля максимального водоразбора, принимается для зданий длиной до
60 м – 0,15, для зданий длиной 100-150 м – 0,2 … 0,3;
подачу циркуляционных насосов принимают:
Gцн = xG + Gц .
При недостаточном давлении в водопроводе Pтр > PB предусматривается установка повысительно-циркуляционных насосов, которые одновременно
22
повышают давление и обеспечивают циркуляцию в системе горячего водоснабжения. Повысительно-циркуляционный насос устанавливается между
ступенями подогревателя после врезки циркуляционной трубы.
Расчетные параметры повысительно-циркуляционных насосов определяются в соответствии с [1], п. 5.13, а именно: подача насоса по суммарному
секундному расходу воды Gпун = G + Gц ; развиваемое давление – как сумма
потерь давления в подающей и циркуляционной частях системы, т.е
ΔΡпцн = ΔΡпц + ΔΡпод + ΔΡцц .
Насосов должно быть не менее двух, один из которых резервный. Подбор насосов производится по прил. 12.
В качестве циркуляционных рекомендуется использовать насосы типа
ЦНИИПС и ЦВЦ, а повысительно-циркуляционных – типа ЦНШ или К.
5.4. Выбор регулятора температуры воды,
поступающей в систему горячего водоснабжения
Регулятор температуры устанавливается в тепловом пункте на трубопроводе сетевой воды перед подогревателем II ступени.
В качестве датчиков температуры могут применяться: термобаллон с
легкокипящей жидкостью (глицерин, толуол и др.), биметаллическое термореле (ТРБ), дилатометрический чувствительный элемент (ТРД). Указанные
датчики устанавливаются в трубопроводе горячей воды.
Датчики ТРБ и ТРД комплектуются с регулирующими органами типа РР
или УРРД. С термобаллонами выпускаются регуляторы температур типов РТ
и РПДП со своими регулирующими органами.
Подбор регулятора производится по условной пропускной способности
клапана, численно равной расходу воды, т/ч, при полностью открытом
клапане и условной потере давления в нем 0,1 МПа:
S
G усл = 10 ⋅ Gmax ⋅
.
(5.25)
ΔPк ⋅ 103
Здесь Gmax = GгвII - максимально возможный расход сетевой воды через
клапан (см. формулу 5.3), т/ч;
ΔРк – действительная потеря давления в клапане, кПа, определяется как
разность между располагаемым перепадом давления;
ΔРр – на вводе в теплопункт (до клапана) и потерей давления после клапана находим из выражения
ΔPк = ΔР р − ΔРзд − ΔРпу ,
(5.26)
где ΔР р , ΔРзд , ΔРпу - потери давления соответственно в задвижках, грязевике
и водонагревателе по сетевой воде.
Потери давления в задвижках и вентилях определяются по формуле:
W2
ΔРзд = ξ вх ⋅ ρ в ⋅10− 3 ,
(5.27)
2
23
При этом коэффициенты местного сопротивления следует принимать:
для задвижки ξ = 0,5; вентиль с вертикальным шпинделем – ξ = 6.
Потеря давления в межтрубном пространстве водонагревателя определяется по формуле (5.2), в которой множитель в скобках заменяется суммарным коэффициентом местных сопротивлений:
∑ ξ = 13,5 f мт / f п ,
где fмт и fп – площади живого сечения межтрубного пространства и патрубка
сетевой воды (прил. 8).
Определив условную пропускную способность по прил. 7, подбирают
необходимый тип регулятора. Установку регулятора температуры производят
на подающей линии сетевой воды, поступающей во II ступень подогревателя
системы горячего водоснабжения.
Очень часто расчет и выбор водонагревателей для системы горячего водоснабжения сопряжен с некоторыми трудностями, т.к. каждый вариант компоновки необходимо подвергать расчету с целью проверки основных эксплуатационных характеристик.
Поэтому для теплового и гидравлического расчета скоростных подогревателей для систем горячего водоснабжения были разработаны компьютерные программы «SAN-3» и «SAN-5», приведенные в приложениях 14 и 15.
6. Расчет и выбор бака-аккумулятора
Переменная тепловая нагрузка системы горячего водоснабжения жилого
дома усложняет эксплуатацию и вызывает удорожание оборудования, которое
должно быть рассчитано на покрытие максимума тепловой нагрузки. Для
снижения начальных затрат на сооружение систем горячего водоснабжения
применяются специальные аккумуляторы тепла, которые устанавливаются у
абонентов или в отдельных узлах системы теплоснабжения.
Рис. 6.1. График расхода теплоты по часам суток
Требуемую емкость бака-аккумулятора для выравнивания заданного
графика тепловой нагрузки удобно определять графическим методом. Для
этого необходимо построить график суточного теплопотребления системой
горячего водоснабжения (рис. 6.1).
24
По оси ординат откладывается величина теплопотребления, %, а по оси
абсцисс - сутки в часах. Ст срГВ определяется по формуле (3.9).
Таблица 6.1
Интегральный расход тепла в течение суток
Часы
%
Часовой расход тепла,
Интегральный расход тепла,
суток
кДж/ч
ГДж
СР
0-1
80
Q0−1
Q0−1 = 0.8QГВ
СР
1-6
4
Q1−6 = 0.04QГВ
Q0−6 = Q0−1 + 5Q1−6
СР
6-7
60
Q6−7 = 0.6QГВ
Q0−7 = Q0−6 + 1Q6−7
СР
7-9
100
Q7−9 = 1.0QГВ
Q0−9 = Q0−7 + 2Q7−9
СР
Q0−13 = Q0−9 + 4Q9−13
9-13
140
Q9−13 = 1.4QГВ
СР
13-16
80
Q0−16 = Q0−13 + 3Q13−16
Q13−16 = 0.8QГВ
СР
Q0−18 = Q0−16 + 2Q16 −18
16-18
100
Q16−18 = 1.0QГВ
СР
Q0− 20 = Q0−18 + 2Q18− 20
18-20
120
Q18−20 = 1.2QГВ
СР
Q0− 22 = Q0− 20 + 2Q20− 22
20-22
240
Q20−22 = 2.4QГВ
СР
Q0− 23 = Q0− 22 + 1Q22− 23
22-23
200
Q22−23 = 2.0QГВ
СР
23-24
140
Q0− 24 = Q0− 23 + 1Q23− 24
Q23−24 = 1.4QГВ
На основе суточного графика расхода тепла по частям (рис 6.1), строится интегральный (суммарный) график поданного и израсходованного количества теплоты (рис. 6.2). Каждая ордината интегрального графика равна суммарному расходу тепла от начала суток до момента, соответствующего указанной ординате. Интегральным графиком подачи, при суточном выравнивании расхода тепла, является прямая (1), соединяющая начало координат с конечной ординатой суточного интегрального графика расхода тепла.
Интегральная линия расхода тепла (2) строится на основании значений,
указанных в таблице 6.1. Тепловая мощность аккумулятора Qa, требуемая для
указанного выравнивания тепловой нагрузки, равна максимальной разности
ординат интегральных линий подачи (1) и расхода тепла (2) (рис. 6.2).
Объем бака-аккумулятора определяется из выражения:
Vак = Qак ⋅ 10 6 /(сg (t Г − t Х ) ,
где Qaк - тепловая мощность аккумулятора, ГДж:
с=4,19 кДж/(кг град) – теплоемкость воды;
g=985,65 кг/м³ - плотность воды при t=55°С;
t Г =55°С – температура горячей воды в баке-аккумуляторе;
t Х =5°С – температура холодной воды.
Для установки баков-аккумуляторов в систему горячего водоснабжения
принимают 2 штуки (по 50% производительности каждый). Для верхней разводки используют прямоугольные баки, для нижней - цилиндрические, т.к.
25
они работают под избыточным давлением. Габаритные размеры баковаккумуляторов приведены в [4,5].
Баки-аккумуляторы устанавливают на специальных поддонах. Они
должны иметь:
-переливную трубу на высоте наивысшего допустимого уровня;
-спускную трубу с задвижкой, присоединенной к днищу бака и к переливной трубе;
-водомерное стекло для контроля уровня воды в баке.
Цилиндрические баки при нижней разводке должны иметь предохранительные клапаны для сброса давления выше допустимого.
Рис. 6.2. Интегральный график теплопотребления:
1-интенральная линия подачи теплоты;
2-интегральная линия потребления теплоты;
Q ак - тепловая нагрузка бака-аккумулятора.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП 2.04.01—85. Внутренний водопровод и канализация зданий. – М.:
Стройздат, 1986.—52с.
2. СНиП 41—02—2003. Тепловые сети. Госкомитет РФ по строительству и
жилищно—коммунальному комплексу.— М.: 2003. – 38с.
3. Копко, В.М. Теплоснабжение/В.М. Копко. - М.: Высшая школа, 1985. - 139с.
4. Припусков, А.А. Горячее водоснабжение: уч. пособие/А.А. Припусков. Красноярск: Высшая школа, 1971. - 130с.
5. Рекомендации по гидравлическому расчету трубопроводов систем холодного, горячего водоснабжения и канализации зданий. - М.: Стройздат, 1979. 46с.
26
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Нормы расхода горячей воды водоразборными приборами
жилых домов, диаметр подводок трубопроводов к приборам
и коэффициенты использования ([1], §3.7).
Водоразборные
Расход
Характерный Условный Коэффициент
приборы
воды, g, л/с расход воды диаметр тру- использования,
Ки
за 1 час, gx, л бопровода,
d у , мм
Смесители:
0,07
80
15
0,32
мойка
0,14
100
15
0,2
душа
ванна
0,1
0,2
150
200
15
15
0,42
0,28
Примечание. Характерным расходом воды следует считать наибольший
ее расход данным водоразборным прибором.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Нормы расхода горячей воды одним потребителем жилого дома
Норма расхода горячей воды, л
Потребитель
Единица
Средняя в сутки
за отопительный
период, g ис
В сутки
наибольшего
водопотребления, g и
В час
наибольшего
водопотребления, g ич
1. Жилые дома квартирного типа оборудованные:
а) умывальниками,
мойками, душами
б) сидячими ваннами
в) ваннами длиной
от 1500 до 1700 мм
2. Жилые дома при
высоте более 12
этажей и повышенных требований к их благоустройству
1 житель
1 житель
1 житель
1 житель
85
100
7,9
90
О
9,2
105
120
10,0
115
130
10,9
27
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Таблица для гидравлического расчета стальных водогазопроводных труб
системы горячего водоснабжения по [6]
Расход Скорость движения воды W, м/с, и удельные потери давления в трубах,
воды,
ll , Па/м, с учетом зарастания труб при условном диаметре d у , мм
л/с
15
20
25
32
40
50
65
80
90 100 123 150
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0,05
0,3 0,14
172,6 33,4
0,1
0,5 0,3 0,2 0,1
690 133,3 35,3 7,8
0,2
1,0 0,6
0,3 0,2 0,15
2756 533,7 140,3 30,4 14,7
0,3
1,5 0,8 0,5 0,3 0,29 0,14
6210 1200 315 68,7 33,4 8,3
0,4
2,10 1,1 0,7
0,4 0,3 0,18 0,11
11046 2128 560 121,6 59,8 14,7 3,9
0,5
2,6 1,4 0,9 0,5 0,4 0,23 0,14 0,1
17256 3335 875 190 99,2 23,5 6,8 2,5
0,6
1,7 1,0 0,6
0,4 0,27 0,17 0,12
4797 1256 275 1334 33,4 9,8 3,9
0,7
2,0 1,2 0,7 0,53 0,32 0,20 0,14 0,1
6533 1716 372,0 182,5 46,1 12,8 4,9 1,96
0,8
2,3 1,4 0,8 0,61 0,37 0,23 0,16 0,1
8535 2236 4905 238,4 59,8 16,6 4,9 1,96
0,9
2,5 1,6 0,9
0,7 0,41 0,25 0,18 0,1
10800 2835 617 301,2 75,5 21,6 7,8 3,96
2,8 1,7 1,0 0,76 0,45 0,28 0,2 0,15
1,0
13332 3502 757,3 371,8 93,3 26,5 9,8 4,9
2,6 1,4 1,14 0,68 0,42 0,29 0,22 0,17 0,1
1,5
7877 1716 836,8 209,9 59,8 22,6 9,8 5,4 1,4
2,0
2,0 1,5 0,91 0,57 0,39 0,29 0,29 0,14
3051 1481 372,8 105,9 39,2 17,6 0,96 2,4
2,5
2,5 1,9 1,1
0,71 0,49 0,36 0,29 0,17 0,12
4768 2325 582,7 165,8 61,8 28,4 14,7 3,7
3,0
3,0
2,3
1,4 0,85 0,59 0,44 0,35 0,21 0,16
6857 3345 838,8 238,4 89,3 40,2 21,6 5,4
2,6
3,5
2,6 1,6 0,99 0,69 0,51 0,4 0,24 0,18
4552 1138 324,7 121,6 54,9 29,4 7,4
3,5
28
4,0
4,5
5,0
-
-
-
-
-
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
1,8
1491
2,0
1884
2,3
2334
2,5
2815
2,7
3355
2,9
3934
1,1
423,8
1,3
536,6
1,4
662
1,6
800
1,7
9534
1,8
1118
2,0
1295
2,1
1491
2,3
1697
0,79
158
0,88
200
0,98
247
1,1
299
1,2
356
1,3
418
1,4
486
1,5
557
1,6
634
0,58
71,6
0,66
91,2
0,73
112,8
0,8
136,4
0,88
162
0,95
101
1,0
221
1,1
253
1,2
287
0,46
38,3
0,52
48,1
0,58
59,8
0,63
7,3
0,69
86,3
0,75
101
0,81
118
0,87
134
0,92
153
0,27
9,6
0,31
11,8
0,34
14,7
0,38
18,6
0,41
21,6
0,45
25,5
0,48
29,4
0,52
34,3
0,55
38,3
0,21
4,6
0,23
5,9
0,26
7,3
0,29
8,8
0,31
10,8
0,34
12,8
0,37
14,7
0,39
16,7
0,42
18,6
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Трубы стальные водогазопрводные оцинкованные (ГОСТ 3262-75)
Диаметр, мм
Толщина Масса,
Услов- Наруж- Внутрен- стенки, 1м, кг
8, мм
ный, ный, d Н ний, d В
dУ
15
20
25
32
40
50
70
80
100
125
150
200
21,3
26,8
33,5
42,3
48,0
60,0
75,5
88,5
114
140
159
219
15,7
21,2
27,1
25,9
41,0
53
67,5
80,5
105
131
150
207
2,8
2,8
3,2
3,2
3,5
3,5
4,0
4,0
4,5
4,5
4,5
6,0
1,28
1,66
2,39
3,09
3,84
4,88
7,05
8,34
12,15
15,04
17,2
31,5
Кω
KR
Уменьшение
диаметра
от накипи, мм
1,68
1,48
1,38
1,28
1,26
1,2
1,15
1,13
1,11
1,09
1,08
1,05
3,87
2,77
2,34
1,93
1,79
1,61
1,44
1,37
1,3
1,28
1,23
1,16
3,6
3,8
4,0
4,2
4,3
4,5
4,6
4,8
5,0
5,2
5,4
5,7
29
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Значение коэффициента К М , учитывающего соотношение потерь
напора в трубопроводе на местное сопротивление и трение
Назначение трубопровода
Магистральный в пределах жилого пункта
Подающий (распределительный)
Водоразборный стояк с полотенцесушителями
Водоразборный стояк без полотенцесушителей
Значение Км
0,5
0,2
0,5
0,1
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Основные физические константы воды
Темпера- Теплоем- Плотность Температура
тура
кость, С,
воды, ρ,
воды, °С
воды, °С кДж/(кг·К)
кг/м³
1
2
3
1
0
4,19
999,9
70
10
4,19
999,7
80
20
4,19
998,2
90
30
4,19
995,7
100
40
4,19
992,2
120
50
4,19
988,1
140
60
4,19
983,2
160
Теплоемкость, С,
кДж/(кг·К)
2
4,19
4,19
4,19
4,25
4,3
4,3
4,35
Плотность
воды, ρ,
кг/м³
3
977,8
971,8
965,3
956,4
943,4
926,4
907,4
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Технические характеристики регулирующих клапанов
Диаметр, Условная пропускная способность, G усл , т/ч, при Δ РУ = 0,1 МПа
dУ ,
РТ
РПДП
РР
УРРД
мм
25
6
10
5
6
35
10
40
16
25
12
16
50
25
40
22
25
80
60
52
60
100
83
100
30
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
Технические характеристики водоводяных подогревателей
по отраслевым стандартам ОСТ 34-588-68
Обозначение
010ст34-588-68
020ег34-588-68
030ст34-588-68
040ст34-588-68
050сг34-588-68
060ст34-588-68
070ст34-588-68
080ст34-588-68
090ст34-588-68
100ст34-588-68
110ст34-588-68
120ст34-588-68
130ст34-588-б8
140ст34-588-68
150ст34-588-68
160ст34-588-68
170ст34-588-68
180ст34-588-68
190сг34-588-68
200ст34-588-68
210ст34-588-68
220ст34-588-68
Корпус
подогрев,
мм,
D Н /D В
Длина
подогрев. с
калачем,
L, мм
Число
трубок,
Z
Диаметр
трубок,
мм,
d Н /d В
57/50
2200
4220
2300
4300
2340
4340
2424
4424
2620
4620
2832
4832
3032
5032
3232
5232
3430
5430
3624
5624
3552
5552
4
16/14
7
16/14
12
16/14
19
16/14
37
16/14
64
16/14
109
16/14
151
16/14
216
16/14
283
16/14
450
16/14
76/69
89/82
114/106
168/158
219/207
273/259
325/309
377/359
426/408
530/512
Пло- Площадь живого
щадь
сечения, м2
нагре- Трубок,
Межва,
труб,
f ТР
F, М²
простр.,
f ТР
0,37
0,75
0,65
1,31
1,11
2,24
1,76
3,54
3,40
6,9
5,89
12,0
10,0
20,3
13,8
28,0
19,8
40,1
25,8
52,5
41,0
83,4
0,00062
0,00116
0,00108
0,00233
0,00185
0,00287
0,00293
0,005
0,0057
0,0122
0,00985
0,02079
0,01679
0,03077
0,02325
0,04454
0,03325
0,05781
0,04356
0,07191
0,06927
0,11544
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
Технические характеристики водомеров
Тип
водомера
Калибр
водомера,
dy, мм
Сопротивление, S,
кПа·с2/л2
крыльчатые
15
20
25
32
40
50
80
100
150
1274
498
265
124,5
32,3
2,6
0,203
0,0662
0,0127
турбинные
Наибольшая Допускаемые расходы, м3/ч
эксплуатац.
наибольший наименьший
нагрузка, Gx,
м³ /сут.
10
1,5
0,04
17
2,5
0,06
25
3,5
0,08
35
5,0
0,105
70
10,0
0,17
180
15
1,6
500
42
3,0
900
70
4,5
2000
150
7,0
31
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
Технические характеристики насосов
Марка
насоса
ЦВЦ
К 8/18
К 20/18
К 20/30
К45/30
Расход,
кг/с
0,69
1,11
1,75
2,78
4,4
6,9
11,1
Давление,
МПа
0,02
0,027
0,034
0,046
0,066
0,09
0,12
1,7-3,9
4,2-6,4
5,6-8,3
8,3-16,1
0,2-0,16
0,2-0,18
0,3-0,26
0,35-0,25
ЦНИИПС-10
0,025
0,024
0,022
0,018
0,016
0,013
0,009
0,005
ЦНИИПС
Марка насоса
ЦНШ-40
ЦНШ-65
ЦНШ-80
Подача, кг/с
2,5-4,2
3,3-4,4
3,3-5,6
5,0-6,9
7,2-10,3
8,3-19,4
6,9-11,1
Давление,
МПа
0,08-0,56
0,16-0,10
0,18-0,13
0,26-0,2
0,059-0,04
0,3-0,2
0,08-0,04
12,5-19,4
0,3-0,2
0,56
1,11
1,67
2,22
2,78
3,3
3,89
4,44
5,0
5,5
6,1
ЦНИИПС-20
0,024
0,024
0,024
0,023
0,022
0,021
0,02
0,018
0,015
0,013
0,011
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
Скоростные водяные подогреватели горячего водоснабжения
вход теплоносителя
1
L
вход теплоносителя
выход теплоносителя
2
выход
гор. воды
L
вход
хол. воды
выход теплоносителя
1 - односекционный подогреватель
2 - многосекционные подогреватели
32
ПРИЛОЖЕНИЕ 12
Полотенцесушитель горячего водоснабжения
R90
R90
250
500
ПРИЛОЖЕНИЕ 13
Схемы присоединения водонагревателей
10
11
7
2
а) б)
6
II
Gгв
из тепловой сети
t1
8
Go
3
tп
1
5
на отопление
t20
в тепловую сеть
t2
9
из системы отопления
I
Gгв
4
tx
3
из водопровода
а) – одноступенчатая параллельная и 2-ступенчатая смешанная схемы,
б) – предвключенная одноступенчатая 2-ступенчатая последовательная схемы подключения подогревателей горячего водоснабжения.
1 – подогреватель 1 ступени, 2 – подогреватель 2 ступени, 3 – обратный клапан, 4 – водомер, 5 – регулятор расхода на отопление, 6 - циркуляционный насос, 7 – регулятор температуры, 8 – повысительно-циркуляционный насос, 9 – задвижки для переключения на разные схемы присоединения к тепловой сети, 10 – водоразборная арматура, 11 - полотенцесушители, 12 – циркуляционная линия горячего водоснабжения.
33
ПРИЛОЖЕНИЕ 14
Программа «SAN-3» для теплового и гидравлического расчета двухступенчатых водоводяных скоростных подогревателей систем горячего водоснабжения на ЭВМ.
Программа «SAN-3» производит тепловой и гидравлический расчеты
скоростных подогревателей по ОСТ 34-588-68 с длинными и короткими секциями для систем горячего водоснабжения.
Метод расчета водоводяных теплообменников приведен в разделе 5.2.
Исходные данные:
00 - расчетная тепловая нагрузка на отопление, ккал/ч;
ОМ - расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение, ккал/ч;
Т 1 и Т - расчетные температуры греющей воды на входе и выходе из
подогревателя, °С;
Т3 и Т4 - расчетные температуры греющей воды и точке излома температурного графика, °С;
Т 5 и Т 6 - расчетные температуры нагреваемой воды на входе и выходе
из подогревателя, °С;
Т 12 - разность температур, принимается 5-10 °С;
А - признак длины водоподогревателя: А = 4 - длинный, А = 2 - короткий.
Результаты расчета
В результате расчета на печать вводятся следующие таблицы для 1-й и
2-й ступени:
- номер ОСТ 34-588-66 - номер водоподогревателя;
- количество секций водоподогревателя;
- поверхность нагрева - действительная поверхность нагрева,
- сопротивление в трубках - потеря напора в трубках,
- сопротивление в межтрубном - потеря напора в межтрубном пространстве, кг/м·кв;
- расход греющей воды, т/час;
- расход нагреваемой воды, т/час.
2
Контрольный пример
Бланк исходных данных
Тепловая нагрузка ккал/ч
ОО
ОМ
600000 300000
Температура Температура грею- Температура Разность Признак
греющей
щей воды, °С в точке нагреваемой темпера- длины
воды, °С
излома графика
воды, °С
тур, °С
Т
А
3
Т1
Т2
Т4
Т5
Т6
Т 12
150
70
65
41,7
5
55
9
4
34
Результаты расчета
Первая ступень
ОСТ Количе- Поверхность
34ство сек- нагрева, м²
588-68
ций, шт.
5
3
Вторая ступень
3
5
16,28
10,76
Сопротивление
В трубках,
Межтрубном
кг/м2
простр., кг/м²
167,04
274,5
2600,2
Расход
Греющей Нагреваемой
воды, т/ч
воды, т/ч
7,5
5,45
1531,8
5,26
5,45
Программа «SAN-5» для теплового и гидравлического расчета одноступенчатых водоводяных скоростных подогревателей систем горячего водоснабжения на ЭВМ.
Программа «SAN-3» производит тепловой и гидравлический расчеты
скоростных подогревателей по ОСТ 34-588-68 с длинными и короткими секциями для систем горячего водоснабжения.
Метод расчета водоводяных теплообменников приведен в разделе 5.2.
Исходные данные: О - расчетная тепловая нагрузка на отопление или
горячее водоснабжение, ккал/ч;
T 1 - температура греющей воды на входе в подогреватель, °С;
Т2 - температура греющей воды на выходе из подогревателя, °С;
T 3 - температура нагреваемой воды на входе в подогреватель, °С;
Т 4 - температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя, °С;
Ts - признак длины водоподогревателя: А = 4 - длинный, А = 2 - короткий;
В - признак системы: В = 1 - отопление, В = 2 - горячее водоснабжение.
Результаты счета:
ОСТ 34-588-68 - номер водоподогревателя;
К секций - количество секций водоподогревателя, шт.;
F нагрева - действительная площадь нагрева, м2;
Н в трубках - потеря напора в трубках, кг/м2;
Н в межтрубном - потеря напора в межтрубном пространстве, кг/м² ;
G греющей - расход греющей воды, т/час;
G нагреваемой - расход нагреваемой воды.
Бланк исходных данных
Тепловая нагрузка, Вт
470000
Температура греющей
воды, °С
На входе
На выходе
Температура нагреваемой
Признак длины
воды, °С
На входе
На выходе Длины
Системы
Т1
65
Т3
Т2
30
Т4
55
5
А
В
4
2
Результаты расчета
ОСТ Количе34-588- ство сек68
ций, шт.
10
6
Поверхность нагрева, м2
17,6
Сопротивление, Па
В трубках Межтрубном пространстве
254,3
564,6
Расход, т/ч
Греющей воды Нагреваемой
воды
6,71
13,4
35
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Содержание и объем курсовой работы.......................................................................... 3
1.1. Исходные данные для проектирования................................................................. 3
1.2. Содержание работы..................................................................................................... 3
1.3. Объем работы.................................................................................................................. 4
2. Рекомендации по устройству систем горячего водоснабжения.............................. 4
3. Расходы воды и тепла на горячее водоснабжение...................................................... 4
3.1. Расчетная схема трубопроводов...............................................................................4
3.2. Секундные и часовые расходы воды.......................................................................6
3.3. Расходы тепла.............................................................................................................. 9
4. Гидравлический расчет трубопроводов......................................................................... 9
4.1. Расчет подающих трубопроводов........................................................................... 9
4.2. Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов...............................10
4.2.1.Расчет теплопотерь и циркуляционных расходов.................................... 10
4.2.2.Корректировка предварительного расчета подающих
трубопроводов.................................................................................................... 13
4.3. Гидравлический расчет трубопроводов при циркуляционном
расходе (водоразбор отсутствует)......................................................................... 13
4.4. Увязка потерь давления в циркуляционных кольцах....................................... 15
5. Подбор оборудования теплового пункта.....................................................................17
5.1. Выбор схемы присоединения водоподогревательной установки...................17
5.2. Расчет водоподогревательной установки............................................................17
5.2.1.Тепловой расчет............................................................................................... 17
5.2.2.Гидравлический расчет................................................................................. 20
5.3. Подбор насосного оборудования......................................................................... 20
5.4. Выбор регулятора температуры воды, поступающей в систему
горячего водоснабжения ........................................................................22
6. Расчет и выбор бака-аккумулятора..............................................................................23
Библиографический список.............................................................................................. 25
Приложения.............................................................................................................26
ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ДОМА
Методические указания
к выполнению курсовой работы и дипломного проекта
по дисциплине «Теплоснабжение» для студентов специальности
270109 ''Теплогазоснабжение и вентиляция''
Составитель - к. т. н., доц. Гончар Василий Васильевич
Подписано в печать 17.04.2009. Формат 60×84 1/16. Уч.- изд. л. 2,1.Усл.- печ. л. 2,2.
Бумага для множительных аппаратов. Тираж 200 экз. Заказ №________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
36
Размер файла
698 Кб
Теги
дома, 150, водоснабжение, 115, горячей
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа