Методы гидравлических расчетов систем водяного отопления.

1 способ: Гидравл. расчет по удальной линейной потере давления, когда подбирают диаметры при равных перепадах тем-р во всех стояках и ветвях: Δtст=Δtс, Δtс=tг-to. Предварительно вычисляем перепад воды на каждом участке: Gуч=Qуч*β1*β2/ c*(tг-to), кг/ч.

Потери на трение и местные сопротивления на участке: Δpуч= + , где R= - удельная потеря Р на трение на длине 1 м, Па/м; Z= - потери Р на местные сопротивления,Па. Потери Р в циркуляционном кольце с/мы: при последовательном соединении участков:

, т.е. равны сумме потерь Р на уч-ках, составляющих кольцо; при параллельном соединении соединении 2 уч-ков, стояков или ветвей  , т.е. потери Р на параллельно соединенных уч-ках, стояках или ветвях равны.

2 способ: гидравл.расчет по хар-кам сопротивления и проводимостям, когда устанавливают распределение потоков воды в циркуляц.кольцах с/мы и получают неравные перепады тем-ры воды в стояках и ветвях . Предварительно выбирают диаметр труб на кажд.уч-ке с учетом допустимой скорости движения воды и конструктив.соображений.

, где =  -скорость движения воды, м/с; G -расход воды на рассчитываемом уч-ке, кг/ч; - удел.гидродинам.Р на уч-ке, Па/(кг/ч)², возникающее при расходе воды 1 кг/ч;  - хар-ка гидравл.сопротивления уч-ка, Па/(кг/ч)², выражающая потери Р на уч-ке при единичном расходе воды(1 кг/ч). Потери Р на уч-ке м.б. найдены по зав-ти и исходя из проводимости уч-ка , где  - проводимость уч-ка, кг/(ч*Па^0,5), показывающая расход воды при единичной потере Р на уч-ке(1 Па).Проводимость связана с хар-кой сопротивления зав-стью .Хар-ка сопротивления м.б. получена как д/отдельного уч-ка, так и д/неск-х уч-ков, соединенных между собой последовательно или параллельно. Общая хар-ка гидравл.сопротивления последовательно соединенных N уч-ков(при одинаковых расходах т/н на всех уч-ках), т.е. равна сумме хар-к сопротивления уч-ков. Общая хар-ка гидравл.сопротивлений параллельно соединенных 2 уч-ков(хар-ка сопротивления так называемого узла), т.е. хар-ка сопротивления узла параллельных уч-ков равняется обрат.величине квадрата суммы проводимостей уч-ков, его составляющих.1 способ раскрывает физ.картину распределения сопротивлений в с/ме, но выполняется с невязками потерь Р в смежных циркуляц.кольцах. 2 способ применяют при повышенной скорости движения воды в с/ме.

 

13.С/ма воздушного отопления.

В с/мах воздушного отопления исп. атмосферный в-х. Воздушное отопление основано на передаче теплоты в отапливаемые помещения от охлаждающегося т/н. Устраиваются в производственнях, гражданских и с/х зданиях, применяя рециркуляцию в-ха или совмещая отопление с общеобменной приточной вентиляцией.

В центральной с/ме воздушного отопления присутствуют теплогенератор-центральная установка д/нагревания воздуха и теплопроводы – каналы д/перемещения т/н воздуха. Воздух д/отопления обычно является вторичным т/н, т.к. нагревается в калориферах другим, первичным т/н - горячей водой или паром. Т.о. с/ма воздушного отопления становится комбинированной – водовоздушной или паровоздушной. В с/ме возд. отопления воздух, нагретый до тем-ры более высокой, чем тем-ра воздуха в помещениях, отдает избыток теплоты и, охладившись, возвращается д/повторного нагревания.Этот процесс м. б. осуществлен 2 способами: 1)нагретый в-х попадает в обогреваемое помещение, смешивается с окружающим в-хоми охлаждается до тем-ры этого в-ха. 2)нагретый в-х не попадает в обогреваемое помещение, а перемещается в окружающих помещение каналах, нагревая их стенки.

В практике обычно применяется 1 способ. При использовании 2 способа в процессе эксплуатации с/мы нарушается плотность каналов. В стенках и стыках каналов, расширяющихся при нагревании и сжимающихся при охлаждении, появляются трещины, в рез-те чего искажается необходимое воздухораспределение. Это приводит к перегреванию одних и недогреванию других помещений. В центр. с/ме воздушного отопления отсутствуют нагревательные приборы.Если радиус действия с/мы воздушного отопления сужается одного помещения, то воздухонагреватель может устанавливаться непосредственно в этом помещении, то с/ма местная. В отличии от с/мы водяного отопления в воздушных с/мах тепл. Мощность воздухонагревателя значительно большемощности 1 обычного отопит.прибора. Местной делают с/му возд.отопления в том случае, если в помещении отсутствует центр. с/ма приточной вентиляции, а также при незначительном объеме приточного в-ха. 1)полностью рециркуляционная а)бесканальная: внутренний в-х с тем-рой tв нагревается первичным т/н в отопит.агрегате,затем вентилятором перемещается в помещение.

1-отопит.агрегат

2-рабочая зона

3-канал нагретого в-ха 4-т/обменник- калорифер

б)канальная: канал д/горячего в-ха вызывает естественную циркуляцию внутр. в-ха ч/з помещение и калорифер. Эти 2 схемы применяются в помещениях без искусственной приточной вентиляции.

2)частично рециркуляционная: эта схема исп. при наличии приточно-вытяжной вентиляции. Часть в-ха забирается снаружи другая часть внутр. в-ха подмешивается к наружному. Смешанный в-х догревается в калорифере и подается вентилятором в помещение. Помещение обогревается всем поступающим в него в-хом, а вентилируется той частью, кот-я забирается снаружи. Эта часть в-ха удаляется из помещения в атмосферу по каналу вытяжной вентиляции(рис.в).5-воздухозабор 6-рециркули- рующий в-х 7-канал вытяж-ной вентиляции

3)прямоточная: применяется при наличии приточно-вытяжной вентиляции. Наруж.в-х в кол-ве нужном д/вентиляции дополнительно нагревается д/отопления. После охлаждения до tв в таком же кол-ве удаляется в атмосферу(рис.г).

Центральная с/ма воздушного отопления –канальная. Воздух нагревается до необходимой тем-ры в тепловом центре здания и выпускается в помещение ч/з воздухораспределители.1)полностью рециркуляционная. Нагретый воздух по спец. каналам распределяется по помещениям, а охладившийся в-х по дугим каналам возвращается д/повторного нагревания в т/обменнике –калорифере. Т.о.совершается полная рециркуляция в-ха без вентиляции. Теплоотдача в калорифере соответствует теплопотерям помещений, т.е. схема явл. частично-отопительной(рис.а).

1-т/обменник- калорифер

2-канал нагретого в-ха с воздухораспределителем на конце, 3-канал внутреннего в-ха, 4-вентилятор

  5-канал наружного в-ха

2)частично рециркуляционная(рис.б)

3)прямоточная(рис.в)

6-воздухо-воздушный т/обменник, 7-рабочая зона

4)рекуперативная:дополнительный воздухораспре-делительный т/обменник позволяет уттилизировать часть воды уходящего в-ха д/нагревания наружного в-ха(рис.г).Рециркуляционные схемы отличаются от прямоточных меньшими первоначальными вложениями и эксплуатационными затратами. М.б. применяться, если в помещении допускается рециркуляция в-ха. Прямоточные применяются в том случае, когда треб-ся вент-ция в объеме не меньшем, чем объем в-ха д/отопления.

Система парового отопления.

Паровое отопление используется в производствах, если технологический процесс связан с потреблением пара. Пар подается при высоком давлении от внешних источников для технологических нужд. Для отопления используется отработанный пар -это пар, снизивший давление после технологического оборудования. Также в отоплении используется редуцированный пар и перегретый пар. Паровое отопление основано на передаче в помещение скрытой теплоты парообразования, выделяющейся при конденсации насыщенного пара. Расчеты системы парового отопления проводятся по показателям сухого насыщенного пара, давлению которого всегда соответствует определенная температура. В системе парового отопления, как в водяной системе, используют радиаторы и конвекторы. Если в отопительный прибор поступает расчетное количесво пара и обеспеченно свободное удаление конденсата, прибор целиком заполняется паром.  Конденсат в виде пленки стекает по стенкам прибора вниз. Когда кол-во поступающего пара уменьшается, в нижней части прибора остается вытесненный воздух.

Если же при этом еще затруднено удаление конденсата,то конденсат задерживается в приборе, и соприкасаясь с более холодными поверхностями, охлаждается. Паровое отопление подразделяется: на системы низкого давления (в этом случае Р пара =0,005-0,02 МПа) и на системы повышенного Р (Р=0,02-0,07 Мпа).Системы низкого давления выполняются замкнутыми, повышенного - разомкнутыми. В системах низкого давления во всех отопительных приборах давление близко к атмосферному. Разводка паропровода может быть верхней, нижней и средней. При средней разводке паропровод размещается на промежуточных этажах. Магистральные паропроводы и конденсатопроводы может быть тупиковыми и с попутным движением теплоносителя. Во избежание шума и гидравлических ударов сисиемы с нижней и средней разводкой проектируются т.о., чтобы пар в стояках поднимался на высоту не более 2 этажей. При нижней разводке паропровода предусматривается отведение попутного конденсата через гидравлический затвор паропровода. При верхней разводке работа системы менее шумная, т.к. попутный конденсат перемещается по уклону в направлении движения пара. 1-Паропровод; 2-гидравл.затвор; 3-конденсатопровод; 4-калач; 5- конденсатный стояк. Конденсатопроводы м.б. сухими и мокрыми. В сухом конд-де в-х перемещается над стекающим по уклону конденсатом. В самой низшей точке в-х удаляется в атмосферу по возд.трубе ч/з открытые люки. Также возд.труба служит д/впуска в-ха с целью ликвидации разряжения, кот-е возникает при конденсации пара в период прекращения работы с/мы. В с/мах пар.отопления применяется спец.оборудование –водоотделитель(предназначен д/осушки пара), редукционный клапан, конденсатоотводчики(д/отведения конденсата и задержания пара):поплавковые,

 термостатические и термодинамические, конденсатный бак (д/сбора конденсата), бак-сепаратор (д/отделения пара вторичного вскипания от конденсата), дросселирующие шайбы (д/погашения излиш.Р в параллельных частях с/мы), предохранительный клапан (предотвращает повышение Р в с/ме сверх расчетного).

11.Двухтрубные системы водяного отопления.

В 2-трубной системе приборы отдельно присоединяются к 2 трубам – подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов(в 1-трубной - приборы соединяются 1 трубой и вода протекает последовательно через все приборы. Такие системы применялись в последнее время редко. Система с верхней разводкой использовалась при естественной циркуляции воды при квартирном отоплении и отоплении ж/д вагонов. При насосной циркуляции воды эта система устраивалась в малоэтажных зданиях(2-3) во избежание значительного вертикального теплового разрегулирования. Система с нижней разводкой применялась чаще, особенно при числе этажей в зданиях более 2-3 и в зданиях, состоящих из разноэтажных частей. Ее преимущества по сравнению с системой с верхней разводкой –меньший расход труб и большая вертикальная гидравлическая и тепловая устойчивость. Систему делали с воздушными кранами в верхних точках стояков. 

Раньше в одноэтажных зданиях могли использовать горизонтальную 2-трубную схему, если невозможно было использовать 1-трубную и применяли ее только с попутным движением теплоносителя. Затем заменили на однотрубную как более экономичную по расходу труб и устойчивую по теплоотдаче приборов. При использовании 2-трубных систем не было возможности уменьшить длину и массу труб, сократить затраты труда и сроки монтажа систем, потери давления были значительными. В результате предпочтение стали отдавать однотрубным системам.