Проектирование системы отопления жилого здания (стр. 3 из 4)

Р_Е - естественное циркуляционное давление в расчетном кольце, обусловленное разностью давлений горячей воды в подающем стояке и охлажденной воды в обратном стояке;

Б - коэффициент снижения естественного давления при температуре наружного воздуха выше расчетной температуры наиболее холодной пятидневки t_Н5. Для двухтрубных систем Б =0,4;

DР_{Е. ТР} - дополнительное естественное давление, возникающее за счет охлаждения воды в трубопроводах. При нижней разводке оно не учитывается.

При непосредственном присоединении системы отопления к наружным теплосетям величина искусственного давления рассчитывается в зависимости от давления Р_Э.ЗАД перед элеватором по формуле:

Па

где q - коэффициент смешения (эжекции) элеватора, представляющий собой отношение массы воды подмешиваемой из обратного трубопровода, к массе воды, подаваемой из тепловой сети в сопло элеватора G_C, кг/час:

где T_Г - температура воды в подающей магистрали наружной теплосети, ⁰С;

t_Г, t_О - температура воды в подающей и обратной магистрали системы отопления здания, ⁰С

G_{СМ -} количество воды (кг/час) циркулирующие в системе отопления.

Естественное давление рассчитывается по формуле:

Р_Е = h·g· (r_О - r_Г), Па

где h - расстояние от оси элеватора до середины расчетного прибора, м;

r_О, r_Г - плотность воды в обратном и подающем трубопроводе, кг/м³;

Средние удельные линейные потери давления для рассматриваемого циркуляционного кольца:

Па/м

где S L_{ГЛ. К -} сумма длин всех участков циркуляционного кольца, м. Для проектируемого здания S L_{ГЛ. К} = 74,42 м.

Па/м

Определяются расчетные расходы теплоносителя на каждом участке по формуле:

кг / час

где Q_УЧ - тепловая нагрузка расчетного участка, Вт;

С - теплоемкость воды (С = 4, 19, кДж/кг град);

(t_Г - t_О) - разность температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, 0С;

b1 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительную (сверх расчетной) теплопередачу приборов при подборе стандартных типов их. Для радиаторов и конвекторов b1 составляет 1,06;

b2 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери приборов при их установке у наружных стен. Для радиаторов и конвекторов b2 =1,02.

Линейные потери давления на участке) графа 8) определяются по формуле:

h_L = R·L; Па

где

R - удельные потери напора на участке, Па/м

L - длина участка, м

Общие потери давления на участке (графа 11) состоят из линейных и местных потерь и определяются:

P_УЧ = R L + Z; Па

R - удельные потери напора на трении, Па;

L - длина участка;

Z - потери напора на местные сопротивления.

Определяются общие потери давления в кольце (графа 12), как сумма потерь по всем расчетным участкам циркуляционного кольца.

Р_{ГЛ. К.} = S (R L + Z), Па

Значения

Р_{ГЛ. К.} и Р_{ГЛ. К.} = (0,9…0,95) Р_{ГЛ. К.}

т.е. запас располагаемого давления должен составлять 5 - 10%.

т.к. запас находится в пределах 5 - 10% расчет кольца закончен.

После расчета главного циркуляционного кольца в той же таблице производится расчет колец через приборы вышележащих этажей того же стояка.

Располагаемое циркуляционное давление через прибор 2-го этажа больше давления Р_{ГЛ. К.} в главном кольце на величину:

где

- потери давления в подводках приборов нижележащего (первого) этажа;

h₂ - превышение оси прибора 2-го этажа над осью прибора 1-го этажа;

Расчету подлежат только участки, не входящие в главное кольцо.

Аналогично определяется добавочная величина циркуляционного давления через прибор 3-го этажа:

где

- потери давления в подводках приборов нижележащего (второго) этажа;

h₂ - превышение оси прибора 3-го этажа над осью прибора 2-го этажа;

Далее производится расчет малого циркуляционного кольца через ближайший к узлу управления стояк в той же ветви через прибор 1-го этажа. Расчет выполняется только для участков стояка, так как остальные участки малого кольца рассчитаны в главном кольце.

Располагаемое давление в малом стояке представляет собой разность давлений между точками подключения стояка к подающей и обратной ветвям главного кольца:

где

- суммарные потери участков, общих с главным кольцом.

Гидравлический расчет приведен в таблице 2.

4.3 Расчет нагревательных приборов

Для поддержания в помещении расчетной температуры необходимо, чтобы теплоотдача нагревательных приборов компенсировала теплопотери помещения.

Расчетная площадь прибора определяется по формуле:

, м^2,

где Q_ПР - требуемая теплоотдача прибора, Вт;

q_ПР - расчетная плотность теплового потока прибора, Вт/м².

Требуемая теплоотдача прибора:

Q_ПР = Q_Р - 0,9Q_ТР, Вт

где Q_Р - тепловая нагрузка помещения, Вт;

Q_ТР - суммарная теплоотдача открыто проложенных труб в помещении, Вт, определяемая по выражению:

Q_ТР =q_В l_В + q_Г l_Г,

где q_В, q_{Г -} теплоотдача 1 м вертикально или горизонтально проложенных труб, Вт/м;

l_В, l _Г - длина труб в пределах помещения, м.

Расчетная плотность теплового потока прибора определяется по формуле:

где n, Р - коэффициенты, зависящие от типа, схемы установки прибора, расхода и направления воды. Для проектируемого здания n=0,25 при направлении движении воды снизу-вверх, при расходе теплоносителя 18-61 кг/ч, Р=0,12, n=0,15 при направлении движении воды снизу-вниз; при расходе теплоносителя 18-61 кг/ч, Р=0,08;

q_{НОМ -} номинальная плотность теплового потока (теплоотдача 1 м² прибора при стандартных условиях). Для принятых приборов q_НОМ = 633,58 Вт/м² при движении воды снизу-вверх, q_НОМ = 713,78 Вт/м² при движении воды снизу-вниз;

Dt_СР - средний температурный напор, определяемый по формуле:

Dt_СР = 0,5 (t_ВХ + t_ВЫХ) - t_В,⁰С

Расход теплоносителя через прибор G_ПР определяется исходя из требуемой теплоотдачи прибора Q_ПР по формуле:

, кг / час

Число секций чугунных радиаторов определяется по формуле:

_,

где f_C - площадь 1 секции радиатора, м²;

b_{3 -} коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе. Коэффициент b₃ рассчитывается:

;

b₄ - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора. При открытой установке b₄ = 1.

Расчет нагревательных приборов приведен в таблице 3.

4.4 Расчет и подбор водоструйного элеватора

Основная рабочая характеристика элеватора - коэффициент смешения (эжекции), определяемый по формуле

;

где G_СМ - количество воды (кг/час), циркулирующей в системе отопления;

T_{1 -} температура теплоносителя в подающей магистрали тепловой сети, принимаемая в соответствии с вариантом задания, ⁰С;

t_Г, t_О - температура воды в подающей и обратной магистрали системы отопления, ⁰С;

Величина коэффициента смешения необходима для определения диаметров горловины и сопла элеватора.

Расчетный диаметр горловины определяется по формуле:

;

где Р_И - искусственное циркуляционное давление (Па).

Сравниваем полученный диаметр горловины со значениями таблицы 6.1. Принимаем фактический диаметр d_Г^С = 15 мм и вычисляем диаметр выходного сечения сменного сопла по приближенной формуле:

; мм