Прокладка магистральных труб

 

Главный стояк при верхней разводке магистралей прокладывается в лестничной клетке, ближайшей к узлу ввода. Подающие магистрали при верхней разводке прокладываются на чердаке. Для удобства монтажа и ремонта расстояние от наружной стены до оси трубопровода принимается равным 1 - 1,5 м. Высота подающим магистралей над перекрытием верхнего этажа принята 0,5 м. Обратные трубопроводы прокладываются на кронштейнах вдоль наружных стен на 1 м ниже от потолка подвала. Магистральные трубопроводы на чердаке и в подвале теплоизолируются и имеют уклон 0,003 в сторону узла ввода теплосети.

При конструировании системы отопления рекомендуется делить её на две примерно одинаковые части (ветви), расположенные симметрично относительно главного стояка.

Для стояков и ветвей используют водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262-75, для магистральных трубопроводов - электросварные трубы по ГОСТ 10704-76.

 

Удаление воздуха

 

При верхней разводке воздух удаляется с помощью воздухосборников, которые устанавливаются в конце каждой ветви перед последним стояком.

 

Арматура

 

В начале каждой пофасадной ветви после главного стояка устанавливается вентиль (d_у < 40) или задвижка (d_у > 50). Такая же арматура устанавливается в конце обратных пофасадочных ветвей после узла ввода. На обратных пофасадных ветвях до отключающей арматуры перед узлом ввода устанавливаются трубки d_у = 15 мм длиной 0,5 м с пробковыми кранами для спуска воды.

В начале стояков при t_г < 100ºС устанавливаются пробковые краны, при t_г > 100ºС - вентили. В конце всех стояков устанавливаются пробковые краны. Для спуска воды из стояков в их начале и конце предусматриваются тройники с пробкой.

Регулировка теплоотдачи чугунных радиаторов осуществляется трёхходовыми и проходными кранами.

Запорно-регулирующая арматура не устанавливается на подводках к приборам в лестничной клетке.

 

Гидравлический расчёт системы отопления методом характеристик сопротивления

 

№ учас.	Q, Вт	G, кг/ч	l, м	d, мм	λ/dв, I/м	(λ/d) × ×L	∑ξ	(λ/d) × ×L+∑ξ	А104, Па/ (кг/ч) 2	S104, Па/ (кг/ч) 2	ΔР, Па
Главное циркуляционное кольцо
					Узлы этажестояков
			30,4		2,7	82,08	22,00	104,1	10,6
			6,1		1,4	8,54	1,84	10,4	1,23	12,767
			4,8		1,4	6,72	1,24	8,0	1,23	9,791
			6,6			6,6	1,39	8,0	0,392	3,132
			2,2			2,2	0,84	3,0	0,392	1, 192
			1,7		0,8	1,36	0,81	2,2	0,23	0,499
			4,1		0,8	3,28	0,75	4,0	0,23	0,927
			5,5		0,8	4,4	1,15	5,6	0,23	1,277
			4,7		0,55	2,585	0,80	3,4	0,0824	0,279
					0,55	2,2	1,54	3,7	0,0824	0,308
			1,1		0,55	0,605	11,32	11,9	0,0824	0,983
			10,8		0,4	4,32	10,90	15,2	0,0269	0,409
			30,3		0,4	12,12	0,90	13,0	0,0269	0,350
			2,3		0,55	1,265	11,32	12,6	0,0824	1,037
			4,5		0,55	2,475	1,84	4,3	0,0824	0,356
			4,1		0,55	2,255	2,00	4,3	0,0824	0,351
			3,6		0,8	2,88	1,35	4,2	0,23	0,973
			4,1		0,8	3,28	0,75	4,0	0,23	0,927
			1,7		0,8	1,36	0,81	2,2	0,23	0,499
			2,8			2,8	0,84	3,6	0,392	1,427
			6,8			6,8	1,94	8,7	0,392	3,426
			4,2		1,4	5,88	2,09	8,0	1,23	9,803
			4,6		1,4	6,44	2,34	8,8	1,23	10,799
										∑ (Rl+Z) =
∑ (Rl+Z) /ΔРр=22566/13675=1,64 не удовлетворяет условию
			6,1			6,1	1,74	7,8	0,392	3,073
			4,8			4,8	1,24	6,0	0,392	2,368
			6,6		0,8	5,28	1,39	6,7	0,23	1,534
			2,2		0,8	1,76	0,84	2,6	0,23	0,598
			1,7		0,55	0,935	0,81	1,7	0,0824	0,144
			4,1		0,55	2,255	0,75	3,0	0,0824	0,248
			5,5		0,55	3,025	1,15	4,2	0,0824	0,344
			4,7		0,4	1,88	0,80	2,7	0,0269	0,072
					0,4	1,6	1,54	3,1	0,0269	0,084
			1,1		0,4	0,44	11,32	11,8	0,0269	0,316
			10,8		0,3	3,24	10,90	14,1	0,01425	0, 201
			30,3		0,3	9,09	0,90	10,0	0,01425	0,142
			2,3		0,4	0,92	11,32	12,2	0,0269	0,329
			4,5		0,4	1,8	1,84	3,6	0,0269	0,098
			4,1		0,4	1,64	2,00	3,6	0,0269	0,098
			3,6		0,55	1,98	1,35	3,3	0,0824	0,274
			4,1		0,55	2,255	0,75	3,0	0,0824	0,248
			1,7		0,55	0,935	0,81	1,7	0,0824	0,144
			2,8		0,8	2,24	0,84	3,1	0,23	0,708
			6,8		0,8	5,44	1,94	7,4	0,23	1,697
			4,2			4,2	2,09	6,3	0,392	2,466
			4,6			4,6	2,34	6,9	0,392	2,720
										∑ (Rl+Z) =
∑ (Rl+Z) /ΔРр=15845/13675=1,15 не удовлетворяет условию
			4,8		0,8	3,84	1,24	5,1	0,23	1,168
			6,6		0,55	3,63	1,49	5,1	0,0824	0,422
			2,2		0,55	1,21	0,84	2,1	0,0824	0,169
			1,7		0,4	0,68	0,81	1,5	0,0269	0,040
			4,1		0,4	1,64	0,75	2,4	0,0269	0,064
			5,5		0,3	1,65	1,05	2,7	0,01425	0,038
			4,7		0,23	1,081	0,80	1,9	0,00642	0,012
					0,23	0,92	1,14	2,1	0,00642	0,013
			1,1		0,23	0,253	11,32	11,6	0,00642	0,074
			10,8		0,23	2,484	10,90	13,4	0,00642	0,086
			30,3		0,23	6,969	0,60	7,6	0,00642	0,049
			2,3		0,23	0,529	11,32	11,8	0,00642	0,076
			4,5		0,23	1,035	1,04	2,1	0,00642	0,013
			4,1		0,23	0,943	1,00	1,9	0,00642	0,012
			3,6		0,3	1,08	0,95	2,0	0,01425	0,029
			4,1		0,4	1,64	0,75	2,4	0,0269	0,064
			1,7		0,4	0,68	0,81	1,5	0,0269	0,040
			2,8		0,55	1,54	0,84	2,4	0,0824	0, 196
			6,8		0,55	3,74	1,74	5,5	0,0824	0,452
			4,2		0,8	3,36	1,69	5,1	0,23	1,162
										∑ (Rl+Z) =
∑ (Rl+Z) /ΔРр=13399/13675=0,98 удовлетворяет условию
Циркуляционное кольцо через стояк №12
					Узлы этажестояков
			41,8		2,7	112,86	20, 20	133,1	10,6
										∑ (Rl+Z) =
∑ (Rl+Z) /ΔРр=12307/13675=0,9 удовлетворяет условию

Порядок расчёта.

Гидравлический расчёт системы отопления выполняется в табличной форме. Заполняем первые 4 графы таблицы.

. Расход теплоносителя для первого участка.

 

, где:

 

,6 - переводной коэффициент, кДж/ (Вт·ч);

Q - тепловая нагрузка на участке, Вт;

β₁ - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов при округлении сверх расчётной величины (по табл.) = 1,03;

β₂ - коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных стен (по табл.) = 1,02;

с - удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/ (кг·ºС);

t_г, t_о - температура горячей и обратной воды, ºС.

За первый участок принимается стояк №1 и прилегающие к нему магистральные участки до стояка №2. Условно участок №1 разделён на две части: в первую входят узлы этажестояков, во вторую - оставшиеся трубопроводы с местными сопротивлениями. Поэтому в графе 4 для узлов этажестояков стоит прочерк, а в длину оставшейся части включены горизонтальные и вертикальные участки по подающей и обратной магистралям. Длина первого участка равна:

 

L = 2+1,1 + 3,3 + (3·5) + 3,3+0,34х7 + 0,5+ 1,3 +1,5 = 30,4

 

Длины остальных участков определяются по масштабу в соответствии с планами и аксонометрической схемой системы отопления.

. Определяем естественное давление от охлаждения воды в приборах

 

 

β - среднее увеличение объёмной массы воды при уменьшении её температуры на 1ºС, кг/ (м³·ºС), при t_г - t_о = 95 - 70ºС равно 0,64;

q = 9,8 м/с²;

G - расход воды в стояке;

Q_n - тепловая нагрузка отопительного прибора n-го уровня, Вт;

h_n - высота между центром охлаждения отопительного прибора n-го уровня и уровнем обратной магистрали теплосети в узле ввода, м.

 

ΔР_р = ΔР_н + ΔР_е = 12000 + 1675 = 13675 Па.

 

. Определяем среднее значение удельной потери давления на трение

 

, где

 

,65 - коэффициент, учитывающий долю потерь давления на трение;

∑L - общая длина главного циркуляционного кольца, м.

. Вычисляем удельную характеристику сопротивления для участка №1

 

 

. По таблице 11 принимаем в зависимости от значения S_уд диаметр участка №1, равный d_у = 15 мм. По этой же таблице определяем значения λ/d_в, А·10⁴ для d_у = 15 мм и заполняем графы 6, 7, 10 таблицы гидравлического расчёта.

. В соответствии с таблицей 12 по диаметру стояка d_у = 15 мм выбираем диаметры подводок d_подв = 15 мм и замыкающего участка d_зу = 15 мм.

. Составляем перечень местных сопротивлений, определяем значения коэффициентов местных сопротивлений по табл.7, 8, 9 и заполняем графы 8, 9 таблицы гидравлического расчёта.

Участок №1 (d_у = 15 мм)

узел присоединения к подающей магистрали S_Т1·10⁴ = 91 Па/ (кг/ч) ²;

узел присоединения к обратной магистрали S_Т2·10⁴ = 85 Па/ (кг/ч) ²;

для верхнего этажестояка S_верх·10⁴ = 50 Па/ (кг/ч) ²;

для остальных этажестояков S_пром·10⁴ = 150 · 6 = 900 Па/ (кг/ч) ²;

 

∑S_уз · 10⁴ = 91 + 85 + 50 + 900 =1126 Па/ (кг/ч) ².

 

Местные сопротивления:

отвод на 90° ξ = 2х0,8=1,6

воздухосборник ξ = 1,5

вентиль обыкновенный ξ = 15,9

кран пробковый ξ = 3,5

∑ξ = 22,0

. Определяем характеристику линейной части стояка, не вошедшей в узлы, записываем в графу 11

 

 

Для всего стояка №1

 

 

. Потери давления на участке №1, записываем в графу 12

 

,

 

что составляет удовлетворяет условию 0,7ΔР_р ≤ ΔР_ст ≤ 0,9 ΔР_р. Результаты заносим в графу 12 таблицы гидравлического расчёта.

. Приступаем к гидравлическому расчёту магистральных участков №2 - 23 главного циркуляционного кольца. Определяем удельную характеристику сопротивления для участка №2.

 

 

Аналогично рассчитываем S_уд для других участков.

Принимаем в зависимости от S_уд2 по таблице 11 больший диаметр d_у = 25 мм и соответствующие ему значения:

 

λ/d_в = 1,4l/м; А·10⁴ = 1,23 Па/ (кг/ч) ².

 

Аналогично принимаем значения d_у, λ/d_в, А·10⁴ для других участков и заполняем графы 5, 6, 7, 10 таблицы гидравлического расчёта.

. Рассчитываем коэффициенты местных сопротивлений и записываем их в графу 8. На границе двух участков местные сопротивления относим к участку с меньшим расходом воды.

Участок №2 (d_у = 32 мм)

отвод на 90° ξ = 0,5

тройник на проход при

 

ξ = 1,24

 

∑ξ = 1,74. Участок №3 (d_у = 40 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 1,24

 

Участок №4 (d_у = 50 мм) тройник на проход при

 

ξ = 0,89

 

отвод на 90° ξ = 0,6

∑ξ = 1,39. Участок №5 (d_у = 50 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 0,84

 

Участок №6 (d_у = 65 мм) тройник на проход при

 

ξ = 0,81

 

Участок №7 (d_у = 65 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 0,75

 

Участок №8 (d_у = 80 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 0,75

 

отвод на 90° ξ = 0,3

∑ξ = 1,05. Участок №9 (d_у =100 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 0,8

 

Участок №10 (d_у = 100 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 0,74

 

отвод на 90° ξ = 0,2х2=0,4

∑ξ = 1,14. Участок №11 (d_у = 100 мм)

тройник на проход при

 

ξ = 2,02

 

вентиль обыкновенный ξ = 9,3

∑ξ = 11,32

Участок №12 (d_у =100 мм)

тройник на противоток при

 

ξ = 2,3

 

вентиль обыкновенный ξ = 8,6

∑ξ = 10,9

Участок №13 (d_у = 100 мм)

отвода на 90º ξ = 0,2 · 3 = 0,6

Участок №14 (d_у = 100 мм)

тройник на растекание при ξ = 2,02

вентиль обыкновенный ξ = 9,3

∑ξ = 11,32

Участок №15 (d_у = 100 мм)

тройник на проход при ξ = 0,74

отвод на 90° ξ = 0,2

отвод на 135 ξ = 0,1

∑ξ = 1,04

Участок №16 (d_у = 100 мм)

тройник на проход при ξ = 0,8

отвод на 135 ξ = 0,1х2=0,2

∑ξ = 1,0

Участок №17 (d_у =80 мм)

тройник на проход при ξ = 0,75

отвод на 135 ξ = 0,2

∑ξ = 0,95

Участок №18 (d_у = 65 мм)

тройник на проход при ξ = 0,75

Участок №19 (d_у = 65 мм)

тройник на проход при ξ = 0,81

Участок №20 (d_у = 50 мм)

тройник на проход при ξ = 0,84

Участок №21 (d_у = 50 мм)

тройник на проход при ξ = 0,84

отвод на 90° ξ = 0,3

отвод на 135 ξ = 0,6

∑ξ = 1,74

Участок №22 (d_у = 40 мм)

тройник на проход при ξ = 0,89

отвод на 135 ξ = 0,4х2=0,8

∑ξ = 1,69

Участок №23 (d_у = 20 мм)

тройник на проход при ξ = 1,24

отвод на 135 ξ = 0,7

∑ξ = 2,34

. Определяем характеристику сопротивления участка №2

 

 

Аналогично рассчитываем значения S для следующих участков и записываем в графу 11 таблицы гидравлического расчёта.

. Рассчитываем потери давления на участке №2

 

 

Аналогично рассчитываем значения ΔР_уч для следующих участков и записываем в графу 12 таблицы гидравлического расчёта.

. В результате предварительного расчёта получаем ∑ (Rl+Z) = Па, что составляет

 

 

и не удовлетворяет условию 0,9ΔР_р ≤ ∑ (Rl+Z) ≤ 0,95 ΔР_р => увеличиваем диаметры участков №2 - 25 на один размер. Результаты расчётов заносим в таблицу гидравлического расчёта. После пересчёта получаем ∑ (Rl+Z) = 15845 Па, что составляет 1,15 ΔР_р и опять не удовлетворяет условию.Увеличиваем диаметры участков №2 - 23 на один размер. Результаты расчётов заносим в таблицу гидравлического расчёта. После пересчёта получаем ∑ (Rl+Z) = 13399 Па, что составляет 0,98 ΔР_р и является допустимым.

. Рассчитываем циркуляционное кольцо через ближайший к узлу ввода стояк №12.

Вычисляем расход теплоносителя для стояка №12 (участок №24).

 

 

. Вычисляем удельную характеристику сопротивления для участка №24.

 

 

Принимаем в зависимости от S_уд14 по таблице 11 диаметр стояка d_у = 15 мм. По диаметру стояка принимаем диаметры подводок d_подв = 15 мм и замыкающего участка d_зу = 15 мм (табл.12).

Определяем характеристики сопротивления узлов стояка №12 по таблице 12: узел присоединения к подающей магистрали S_Т1·10⁴ = 91 Па/ (кг/ч) ²; узел присоединения к обратной магистрали S_Т2·10⁴ = 85 Па/ (кг/ч) ²; для верхнего этажестояка S_верх·10⁴ = 50 Па/ (кг/ч) ²; для остальных этажестояков S_пром·10⁴ = 150 · 6 = 900 Па/ (кг/ч) ²;

 

∑S_уз · 10⁴ = 91 + 85 + 50 + 900 = 1126 Па/ (кг/ч) ².

 

Местные сопротивления: 1 отвод на 90º ξ = 0,8, 1 вентиль обыкновенный ξ = 15,9, 1 кран пробковый ξ = 3,5. ∑ξ = 20,2. Характеристика сопротивления линейной части стояка, не вошедшей в узлы, определяется по формуле:

 

 

Для всего стояка №12

 

 

Потери давления составят

 

ΔР₂₄ = S₂₄ · G²₂₄ = 2536 ·215² · 10^-4 = 11729 Па,

 

что удовлетворяет условию, т.к.

 

 

Суммируем это сопротивление с потерями давления на остальных участках кольца и получаем ∑ (Rl+Z) = 12307 Па, что составляет 0,9 ΔР_р и удовлетворяет условию.

Литература

 

1. Проектирование водяной системы отопления. Часть 1. Исходные данные. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2004.

. Проектирование водяной системы отопления. Часть 2. Определение мощности системы отопления. Тепловой расчёт отопительных приборов. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2004.

. Проектирование водяной системы отопления. Часть 3. Гидравлический расчёт. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Отопление"/ Н.П. Ширяева, Е.А. Маляр, Е.А. Комаров. Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ", 2003.