На рис. 1 представлено кольцо циркуляции в однотрубной системе отопления 10-этажного здания с верхней разводкой и проточными вертикальными стояками. Для принятой схемы отопления применим простые и дешевые конвекторы «Сантехпром» малой глубины с ручным регулированием тепловой производительности, воздушным клапаном, конструктивная схема которого представлена на рис. 3.5, а технические характеристики – в табл. 3.1. В проточной однотрубной системе горячая вода последовательно проходит постоянным расходом Gwг по всем отопительным приборам. Поэтому для этой схемы возможно только регулирование тепловой производительности по воздуху, без изменения общего расхода горячей воды в стояке Gwг, что достигается с помощью воздушных клапанов в конструкции конвектора по схеме
Рисунок 1. Кольцо циркуляции горячей воды в однотрубной системе отопления с проточными вертикальными стояками и установкой в помещениях конвекторов «Сантехпром» с воздушным регулированием тепловой производительности: 1 - пластинчатый водонагреватель; 2 - изолированный вертикальный магистральный трубопровод (главный стояк); 3 - воздухоотводчик; 4 - подающий горизонтальный изолированный магистральный трубопровод; 5 - вертикальный стояк; 6 - конвектор; 7 - краны запорные; 8 - сливные краны из стояков; 9 - циркуляционный насос; 10 - горизонтальный обратный магистральный трубопровод с попутным движением воды; 11 - герметичный расширительный бак; 12 - подающий горизонтальный изолированный магистральный трубопровод к левой части системы отопления (одинаковый с правой); 13 - горизонтальный обратный магистральный трубопровод от левой части системы отопления (одинаковый с правой)
На схеме рис. 1 из водонагревателя 1 в изолированный магистральный вертикальный трубопровод 2 поступает горячая вода с twг1 = 95 °С, которая в техническом этаже по изолированным горизонтальным магистральным трубопроводам 4 и 12 распределяется вправо по четырем стоякам I-IV и влево по четырем стоякам. Расчет циркуляции проводим по дальнему стояку IV. Для выравнивания гидравлических сопротивлений по кольцам циркуляции от стояков I и IV обратные магистральные трубопроводы 10 и 13 смонтированы для попутного движения воды с температурой охладившейся воды twг2 = 55 °С к водонагревателю 1. Благодаря применению попутного движения в магистральном трубопроводе 10 выравнивается длина трубопроводов циркуляции воды в дальнем IV стояке в кольце циркуляции «з-г-д» и в ближнем стояке 1 в кольце циркуляции «з-и-д».
ПРИМЕР 1. Исходные условия: Задана схема однотрубной проточной системы отопления с расположением трубопроводов и отопительных приборов по рис. 1.
Требуется: Провести гидравлический расчет системы отопления.
Решение: 1. По предварительным расчетам определена требуемая тепловая мощность конвекторов малой глубины в удаленном стояке IV, и результаты расчетов представлены на схеме рис. 1. Суммарная отопительная мощность по стояку IV равна: Qт.ст.lV = 1200 + 1800 = 15 200 Вт.
2. По расчетам в примере 4.2 по рациональной теплотехнической эффективности пластинчатого водо-водяного теплообменника расчетный нагрев циркуляционной воды системы отопления в теплообменнике 1 обеспечивается при перепаде нагретой и обратной воды ∆twг = twг1 - twг2 = 95-55 = 40 °С.
3. Магистральные горизонтальные трубопроводы 4 и 12 изолированы и к стоякам подходит горячая вода twг1 = 95 °С. Из стояков в магистральные обратные трубопроводы 10 и 13 будет поступать обратная вода с температурой выше twг2 = 55 °С, так как обратные магистральные трубопроводы не изолированы.
Охлаждение воды в неизолированных трубопроводах зависит от диаметра труб, их длины и разности температур (twг – tв). В справочной литературе даются удельные теплопотери qт.тр, Вт/м, в зависимости от диаметра труб и перепада температур (twг – tв). Примем, что охлаждение воды в магистральных трубопроводах 10 составило ∆tw.тр = 6 °С.
4. Вычисляем температуру воды на выходе из вертикального стояка системы отопления:
5. Расход воды через стояк вычисляется по формуле:
| (1) |
5.2. По формуле (4.28) вычисляем скорость воды в трубе стояка при twг.cp = 70 °С и ρwг = 978 кг/м3:
5.3. По схеме на рис. 1 определяем длину труб в стояке IV равной 36 м.
По преобразованной формуле (4.25) определяем гидравлическое сопротивление от трения воды в трубопроводе стояка:
...... и так для каждого участа рассчитываюстся сопротивления затем общие и местнные.
11. Гидравлическое сопротивление пластинчатого водо-водяного теплообменника 1 (см. рис. 1) составляет 22 000 Па.
12. Общее гидравлическое сопротивление циркуляции воды в системе отопления по схеме на рис. 1: участок 1 - 22 000 Па; участок «б» - 4267 Па; участок «в-з» - 2258 Па; участок «з-г-д» 7558 Па; участок «д-е» - 4653 Па; участок «е-ж» - 2019 Па.
Итого: 42 755 Па или 43 кПа или 4,3 м вод. ст.
Затем по каталогу выбираем нассос для прокачки теплоносителя.