Разработка системы горячего водоснабжения жилого дома (стр. 2 из 4)
где Qп – потери теплоты в подающих трубопроводах и стояках, Вт;
с – теплоемкость горячей воды, кДж/(кг·К) ;
ρ – плотность воды, кг/м3 ;
tг, tгразб – соответственно температура горячей воды в закрытых системах после подогревателя ГВС и в точках водоразбора, в °С (принимается 60 и 50°С).
Теплопотери в магистральных трубопроводах и стояках определяются суммированием теплопотерь по участкам:
где dн – наружный диаметр трубопровода на участке, м;
l – длина расчетного участка, м;
k – коэффициент теплопередачи неизолированного трубопровода, Вт/(м2К) , принимается 11,6 Вт/(м2·К);
tв – температура воздуха, принимаемая в зависимости от места и способа прокладки труб: в неотапливаемых подвалах 5 °С, в жилых помещениях 18 °С, в ванных комнатах 25 °С;
η – КПД изоляции (принимается 0,5–0,8).
Тепловые потери с различным типом и числом водоразборных прибров определяются для каждого стояка отдельно, расчет производится при одной средней температуре горячей воды во всех стояках. Расчет ведется от наиболее удаленной точки водоразбора к подогревателю ГВС по участкам (этажестояк, полотенцесушитель, подводящие к стояку трубопроводы).
Потери по участкам суммируются. Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.
Диаметры магистральных трубопроводов принимаются с учетом того, чтобы скорость движения воды в них не превышала 1,5 м/с с учетом зарастания труб вследствие отложения накипи.
Таблица 2 – Расчет теплопотерь и циркуляционных расходов
| №уч. | Наружный диаметр, dн, м | π·k | Температур- ный напор, ∆t, °C | Длина участка, l, м | 1-η | Потеря тепла, Qп, Вт | Циркуляц. расход, Gц, л/с |
| Потери теплоты в стояках 1,7 | |||||||
| Полотенцесу-шитель | 0,0423 | 36,42 | 55-25=30 | 1,5 | 1 | 69,33 | |
| Этажестояк | 0,0335 | 36,42 | 30 | 3 | 1 | 109,82 | |
| 7-8 | 0,0335 | 36,42 | 55-5=50 | 4,87 | 0,3 | 89,18 | |
| Теплопотери в стояке | 716,6 | ||||||
| Теплопотери в стояке с подводкой | 805,78 | 0,019 | |||||
| Потери теплоты в стояках 2, 8 | |||||||
| Стояк | Принимать, как для стояка 1 | 716,6 | |||||
| Подводка | 0,0335 | 36,42 | 50 | 1,67 | 0,3 | 30,58 | |
| Всего: | 747,18 | 0,018 | |||||
| Теплопотери в стояках3,6 | |||||||
| Стояк | Принимать, как для стояка 1 | 716,6 | |||||
| Подводка | 0,0335 | 36,42 | 50 | 3,92 | 0,3 | 71,84 | |
| Всего: | 788,44 | 0,019 | |||||
| Теплопотери в стояках 4, 5 | |||||||
| Стояк | Принимать, как для стояка 1 | 716,6 | |||||
| Подводка | 0,0335 | 36,42 | 50 | 3,92 | 0,3 | 71,84 | |
| Всего: | 788,44 | 0,019 | |||||
| Потери теплоты в магистрали к стояку 1 | |||||||
| 8-9 | 0,0423 | 36,42 | 50 | 10,8 | 0,3 | 249,59 | 0,0061 |
| 9-10 | 0,0423 | 36,42 | 50 | 3,68 | 0,3 | 85,05 | 0,0021 |
| 10-11 | 0,0423 | 36,42 | 50 | 4,3 | 0,3 | 99,38 | 0,0024 |
| 11-12 | 0,048 | 36,42 | 50 | 2,5 | 0,3 | 65,56 | 0,0016 |
| Всего: | 499,59 | ||||||
| Всего потерь теплоты | |||||||
 | |||||||
| Циркуляционный расход | |||||||
 | |||||||
4. Гидравлический расчет трубопроводов
Цель гидравлического расчета трубопроводов системы ГВС является определение их диаметров и определение потерь напора в системе.
Диаметры трубопроводов системы ГВС, по которым вода подается к водоразборным приборам, следует принимать исходя из условия обеспечения подачи необходимого количества горячей воды с требуемой температурой в наиболее удаленные и высоко расположенные точки водоразбора с максимальным использованием располагаемого напора в системе.
В гидравлическом расчете потери напора на расчетных участках определяются по формуле, м:
где i – удельные потери напора на трение при расчетном расходе воды с учетом зарастания труб, мм/м, принимается по номограмме;
lp – расчетная длина участка трубопровода, м;
l – фактическая длина участка трубопровода, м;
lэ – эквивалентная длина участка трубопровода, м,
где ψ – коэффициент местных потерь напора, принимается для подающих трубопроводов и циркуляционных стояков – 0,2; для водоразборных стояков с полотенцесушителями – 0,5.
Расчет начинается с главного циркуляционного контура (расчетной магистрали), который начинается от подогревателя ГВС и проходит через наиболее удаленный стояк. Далее рассчитываются ответвления от главного циркуляционного контура к другим присоединенным стоякам. Результаты расчета заносим в таблицу 3. Расчет выполняют с использованием таблицы1 и таблицы 2.При выполнении гидравлического расчета необходимо следить, чтобы потери напора в наиболее удаленном стояке не превышали величины 2 – 4м.
При выполнении гидравлического расчета необходимо производить увязку потерь напора с ответвлениями. Суммарные потери напора в следующей расчетной паре стояков должны быть равны располагаемому напору в точке их присоединения к подающей и циркуляционной магистрали. Это достигается соответствующим подбором диаметров циркуляционных стояков и увеличением циркуляционного расхода горячей воды в них, но не более чем на 30 %. В итоге потери напора в обоих стояках по абсолютному значению не должны отличаться более чем на 10 % от располагаемых напоров в точке их присоединения.
При невозможности увязки потерь напора в стояках путем подбора диаметров на циркуляционных стояках должны устанавливаться дроссельные диафрагмы с диаметром отверстия не менее 10 мм.
Необходимый диаметр, диафрагмы определяется по формуле, мм:
где Сц – циркуляционный расход, л/с;
Низб – избыточный напор, который необходимо погасить диафрагмой, м;
d – внутренний диаметр трубопровода, мм.
Если расчетный диаметр отверстия диафрагмы менее 10мм, то вместо диафрагмы на циркуляционном стояке устанавливаются регулирующие краны или балансировочные клапаны, подбор которых ведется по соответствующим каталогам.
Результаты гидравлического расчета представлены в таблаблице.3.
Таблица 3.– Гидравлический расчет трубопроводов
| Расчет кольца через стояк 1 | |||||||||||
| 12-11 | 1,240 | 0,107 | 1,415 | 2,5 | 0,5 | 3 | 40 | 1,1 | 100 | 0,300 | |
| 11-10 | 0,847 | 0,087 | 0,934 | 4,3 | 0,86 | 5,16 | 32 | 1,25 | 180 | 0,929 | |
| 10-9 | 0,826 | 0,065 | 0,891 | 3,68 | 0,74 | 4,42 | 32 | 1,1 | 145 | 0,641 | |
| 9-8 | 0,602 | 0,044 | 0,646 | 10,8 | 2,16 | 12,96 | 32 | 0,7 | 50 | 0,648 | |
| 8-7 | 0,47 | 0,019 | 0,489 | 4,87 | 1,04 | 6,21 | 25 | 0,95 | 180 | 1,118 | 3,419 |
| 7-6 | 0,413 | 0,019 | 0,432 | 3,0 | 1,5 | 4,5 | 25 | 0,85 | 165 | 0,743 | |
| 6-5 | 0,344 | 0,019 | 0,363 | 3,0 | 1,5 | 1,5 | 25 | 0,65 | 75 | 0,338 | |
| 5-4 | 0,281 | 0,019 | 0,300 | 5,1 | 2,55 | 7,65 | 25 | 0,6 | 70 | 0,536 | |
| Ст.Т4-1 | 0,019 | 0,019 | 13 | 2,6 | 15,6 | 15 | 0,28 | 30 | 0,498 | ||
| 7’-8’ | 0,019 | 0,019 | 4,87 | 1,04 | 6,21 | 15 | 0,28 | 30 | 0,186 | ||
| 8’-9’ | 0,044 | 0,044 | 10,8 | 2,16 | 12,96 | 20 | 0,17 | 7 | 0,091 | ||
| 9’-10’ | 0,065 | 0,065 | 3,68 | 0,74 | 4,42 | 20 | 0,27 | 17 | 0,075 | ||
| 10’-11’ | 0,087 | 0,087 | 4,3 | 0,86 | 5,16 | 20 | 0,34 | 30 | 0,155 | ||
| 11’-12’ | 0,107 | 0,107 | 2,5 | 0,5 | 3 | 25 | 0,35 | 20 | 0,06 | ||
| Расчет кольца через стояк 2 | |||||||||||
| 8-Ст.Т3-2 | 0,414 | 0,018 | 0,432 | 1,67 | 0,334 | 2,004 | 25 | 0,9 | 170 | 0,34 | 2,505 |
| Ст.Т3-2-Ст.Т4-2 | 2,115 | ||||||||||
| Ст.Т4-2-8’ | 0,018 | 0,018 | 1,67 | 0,334 | 2,004 | 15 | 0,27 | 25 | 0,05 | ||
| Расчет кольца через стояк 3 | |||||||||||
| 9-Ст.Т3-3 | 0,414 | 0,019 | 0,433 | 3,92 | 0,784 | 4,704 | 25 | 0,95 | 175 | 0,823 | 3,065 |
| Ст.Т3-3-Ст.Т4-3 | 2,115 | ||||||||||
| Ст.Т4-3-9’ | 0,019 | 0,019 | 3,92 | 0,784 | 4,704 | 15 | 0,3 | 27 | 0,127 | ||
| Расчет кольца через стояк 4 | |||||||||||
| 10-Ст.Т3-4 | 0,47 | 0,019 | 0,489 | 3,92 | 0,784 | 4,704 | 25 | 1 | 195 | 0,917 | 3,159 |
| Ст.Т3-4-Ст.Т4-4 | 2,115 | ||||||||||
| Ст.Т4-4-10’ | 0,019 | 0,019 | 3,92 | 0,784 | 4,704 | 15 | 0,3 | 27 | 0,127 | ||
Расчет кольца через стояк 2