Открытые системы теплоснабжения

 

2.4 Гидравлический  расчет однотрубной системы отопления

 

Исходные  данные:

t_г=85°C;

t_o=65°C;

Q₄=20130 Вт;

Q_зд=20130 Вт;

η₁=0,8.

 

Рисунок 1 – Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления  с тупиковым движением воды в  магистралях с указанием нумерации  участков основного расчетного циркуляционного  кольца

 

1 Определяем расчетную мощность системы отопления ΣQ_t, Вт, по формуле

 

ΣQ_t=Q_зд/0,93                                                    (6)

 

ΣQ_t=20130/0,93=21645 Вт

 

2 Определяем основное расчетное циркуляционное кольцо – через наиболее нагруженный из удаленных стояков наиболее нагруженной ветки системы, т.е. через стояк №24 ветки Б. разбиваем основное циркуляционное кольцо на расчетные последовательные учяастки, нумируем их и указываем на схеме. Определяем тепловые нагрузки участков Q_t, Вт, по формуле

 

Q_t=1,05Q₄,                                               (7) 

Q_{t13, 13'}=1,05·1010=1060 Вт,

 

Q_{t12, 12'}=1,05·1870=1960 Вт,

 

Q_{t11, 11'}=1,05·2360=2480 Вт,

 

Q_{t10, 10'}=1,05·3020=3170 Вт,

 

Q_{t9, 9'}=1,05·4030=4230 Вт,

 

Q_{t8, 8'}=1,05·4905=5150 Вт,

 

Q_{t7, 7'}=1,05·5570=5850 Вт,

 

Q_{t6, 6'}=1,05·6540=6870 Вт,

 

Q_{t5, 5'}=1,05·7210=7570 Вт,

 

Q_{t4, 4'}=1,05·7840=8230 Вт,

 

Q_{t3, 3'}=1,05·8495=8920 Вт,

Q_{t2, 2'}=1,05·9610=10090 Вт

 

3 Определяем расход теплоносителя G, кг/ч, в расчетных участках по формуле

 

G=0,86Q_t/Δt,                                                   (8)

 

где Δt – расчетная разность температур теплоносителя, °С

 

G_{13, 13'}=0,86·1060/20=46 кг/ч,

 

G_{12, 12'}=0,86·1960/20=85 кг/ч,

 

G_{11, 11'}=0,86·2480/20=107кг/ч,

 

G_{10, 10'}=0,86·3170/20=136 кг/ч,

 

G_{9, 9'}=0,86·4230/20=182 кг/ч,

 

G_{8, 8'}=0,86·5150/20=221 кг/ч,

 

G_{7, 7'}=0,86·5850/20=252 кг/ч,

 

G_{6, 6'}=0,86·6870/20=295 кг/ч,

 

G_{5, 5'}=0,86·7570/20=326 кг/ч,

 

G_{4, 4'}=0,86·8230/20=354 кг/ч,

 

G_{3, 3'}=0,86·8920/20=384 кг/ч,

 

G_{2, 2'}=0,86·10090/20=434 кг/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Гидравлический расчет однотрубной системы отопления	ΔPучПа	Основное циркуляционное кольцо ветки  «Б» через стояк 24	9998	296	25	446	225	168	126	89	26	53	25	23	5	46                 –                               15             –              –               –            –                –               495           105 Сопротивление балансового клапана        10195 Общее сопротивление Ст24         10300
	S ·104		116	15,7	17	35,6	21,2	19,3	19,9	18,3	7,7	28,9	21,8	31,5	24,7
	А ·104		3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21
	ζпр		36	4,9	5,3	11	6,6	6	6,2	5,7	2,4	9	6,8	9,8	7,7
	Σζ		3,4	2	1	1	1	1,5	1,5	1	1	3	1	1	1
			32,9	2,9	4,3	10	5,6	4,5	4,7	4,7	1,4	6	5,8	8,8	6,7
	,м-1		1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
	Dу, мм		20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
	Sуд ·104
	lуч, м		18,3	1,6	2,4	5,6	3,1	2,5	2,6	2,6	0,8	3,3	3,2	4,9	3,7
	Gуч, кг/ч		930	434	384	354	326	295	252	221	182	136	107	85	46
	Qt, Вт		21645	10090	8920	8230	7570	6870	5850	5150	4230	3170	2480	1960	1060	1060
	№ уч.		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	Ст24

 

 

 

Продолжение таблицы  4	75	200	222	58	85	89	190	2985	225	430	501	301	2776	ΣΔPуч=29905
	39,8	31,5	21,7	31,1	25,7	18,3	29,9	34,3	21,2	34,3	34	16	32,1
	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21	3,21
	12,4	9,8	6,8	9,7	8	5,7	9,3	10,7	6,6	10,7	10,6	5	10
	3	1	1	2	4	1	2,5	3	1	1	3	3	3,5
	9,4	8,8	5,8	7,7	4	4,7	6,8	7,7	5,6	9,7	7,6	2	6,5
	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
	5,2	4,9	3,2	4,3	2,2	2,6	3,8	4,3	3,1	5,4	4,2	1,1	3,6
	46	85	107	136	182	221	252	295	326	354	384	434	930
	1060	1960	2480	3170	4230	5150	5850	6870	7570	8230	8920	10090	21645
	13'	12'	11'	10'	9'	8'	7'	6'	5'	4'	3'	2'	1'

 

 

 

4 Определяем характеристику сопротивления стояка S_ст, Па/(кг/ч)², суммой характеристик трубных узлов.

Для стояка 24 и других стояков диаметром D_y=15 мм:

- узел присоединия к подающей  магистрали S=133·10^-4 Па/(кг/ч)²,

- этажестояк с односторонним  присоединием S=133·10^-4 Па/(кг/ч)²,

- узел присоединия к обратной  магистрали S=96·10^-4 Па/(кг/ч)².

Итого характеристика сопротивления  стояка

 

S_ст=(133+133+96)·10^-4=362·10^-4 Па/(кг/ч)²

 

5 Для устойчивой гидравлической работы системы принимаем сопротивление удаленного стояка равным примерно 60% от сопротивления циркуляционного кольца за исключением оборудования теплового пункта и трубопроводов участков, общих для всех циркуляционных колец.

 

ΔР_ст24=0,6(ΔР_уч2…13+ΔР_{уч2´…13´}+ΔР_ст24),                           (9)

 

ΔР_ст24=0,6(1507+5361+ΔР_ст24)

 

Откуда получаем, что сопротивление ст.24 должно быть около 10300 Па, в том числе непосредственно стояка Δр_ст=105, а сопротивление балансового клапана ст.24 должно быть ΔР_кл=10300-105=10195 Па.

 

6 Определяем распологаемые давления для стояков №13…23 , Р_{расп.ст}, Па, по формуле

 

Р_{расп.ст23}=ΔР_ст24+ΔР_уч13+ ΔР_уч13´,                          (10)

 

Р_{расп.ст23}=10300+5+75=10380 Па

Р_{расп.ст22}=ΔР_ст23+ΔР_уч12+ ΔР_уч12´,                          (11)

 

Р_{расп.ст22}=10380+23+200=10603 Па

 

Р_{расп.ст21}=ΔР_ст22+ΔР_уч11+ ΔР_уч11´,                          (12)

 

Р_{расп.ст21}=10603+25+222=10850 Па

 

Р_{расп.ст20}=ΔР_ст21+ΔР_уч10+ ΔР_уч10´,                          (13)

 

Р_{расп.ст20}=10850+53+58=10961 Па

 

Р_{расп.ст19}=ΔР_ст20+ΔР_уч9+ ΔР_уч9´,                          (14)

 

Р_{расп.ст19}=10961+26+85=11072 Па

 

Р_{расп.ст18}=ΔР_ст19+ΔР_уч8+ ΔР_уч8´,                          (15)

 

Р_{расп.ст18}=11072+89+89=11250 Па

 

Р_{расп.ст17}=ΔР_ст18+ΔР_уч7+ ΔР_уч7´,                          (16)

 

Р_{расп.ст17}=11250+126+190=11566 Па

 

Р_{расп.ст16}=ΔР_ст17+ΔР_уч6+ ΔР_уч6´,                          (17)

 

Р_{расп.ст16}=11566+168+2985=14719 Па

 

Р_{расп.ст15}=ΔР_ст16+ΔР_уч5+ ΔР_уч5´,                          (18)

Р_{расп.ст15}=14719+225+225=15169 Па

 

Р_{расп.ст14}=ΔР_СТ15+ΔР_уч4+ ΔР_уч4´,                          (19)

 

Р_{расп.ст14}=15169+446+430=16045 Па

 

Р_{расп.ст13}=ΔР_ст14+ΔР_уч3+ ΔР_уч3´,                          (20)

 

Р_{расп.ст13}=16045+25+501=16571 Па

 

7 Определяем требуемую потерю давления в балансовом клапане ΔР_кл, Па, по формуле

 

ΔР_кл=Р_{расп. ст}-Δр_ст,                                              (21)

 

где Δр_ст – потеря давления в трубопроводах и узлах стояка, Па, определяемая по формуле

 

Δр_ст=S_стG²_ст,                                            (22)

 

Δр_ст23=925·38²=134 Па,

 

Δр_ст22=925·23²=49 Па,

 

Δр_ст21=925·30²=83 Па,

 

Δр_ст20=925·45²=187 Па,

 

Δр_ст19=925·41²=155 Па,

Δр_ст18=925·30²=83 Па,

 

Δр_ст17=925·45²=187 Па,

 

Δр_ст16=925·30²=83 Па,

 

Δр_ст15=925·29²=49 Па,

 

Δр_ст14=925·30²=83 Па,

 

Δр_ст13=925·50²=231 Па

 

ΔР_кл23=10380-134=10246 Па,

 

ΔР_кл22=10603-49=10554 Па,

 

ΔР_кл21=10850-83=10767 Па,

 

ΔР_кл20=10961-187=10774 Па,

 

ΔР_кл19=11072-155=10917 Па,

 

ΔР_кл18=11250-83=11167 Па,

 

ΔР_кл17=11566-187=11379 Па,

 

ΔР_кл16=14719-49=14670 Па,

 

ΔР_кл15=15169-49=15120 Па,

ΔР_кл14=16045-83=15962 Па,

 

ΔР_кл13=16571-231=16340 Па,

 

8 Определяем требуемое значение пропускной способности k_v, м³/ч, балансового клапана по формуле

 

k_v=G/(10·ΔP_кл)^0,5,                                          (23)

 

k_vст13=50/(10·16340)^0,5=0,12 м³/ч,

 

k_vст14=30/(10·16045)^0,5=0,08 м³/ч,

 

k_vст16=30/(10·14719)^0,5=0,08 м³/ч,

 

k_vст17=45/(10·11379)^0,5=0,13 м³/ч,

 

k_vст18=30/(10·11167)^0,5=0,09 м³/ч,

 

k_vст19=41/(10·10917)^0,5=0,12 м³/ч,

 

k_vст20=45/(10·10774)^0,5=0,14 м³/ч,

 

k_vст21=30/(10·10767)^0,5=0,09 м³/ч,