В здании запроектирована система отопления, состоящая из основного циркуляционного кольца и малых циркуляционных колец.

Так как в исходных данных не задано значение располагаемого давления на вводе, то для двухтрубной системы водяного отопления с механическим побуждением оно определится по формуле:

 

Dр_р = Dр_н + 0,40×Dр_е,

 

где Dр_н - давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па; Dр_е - естественное циркуляционное давление, Па. Насосное циркуляционное давление определяется по формуле:

 

Dр_н =100×Sl, Па

 

где Sl - сумма длин расчетных участков наиболее протяженного циркуляционного кольца, м.

 

Dр_е = Dр_{е. пр} + Dр_{е. тр}, Па

 

Естественное циркуляционное давление Dр_{е. тр} в насосных системах с нижней разводкой не учитывается (в виду малого значения). Естественное циркуляционное давление Dр_{е. пр}, Па, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах для двухтрубной системы рассчитывается по формуле:

 

Dр_{е. пр} = h₁*g*b* (t_г - t_о),

 

где h₁ =0,5м - вертикальное расстояние между осью элеватора и центром отопительного прибора первого этажа, м;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

b= 0,64 кг/ (м³⁰С) - среднее увеличение плотности воды при уменьшении температуры воды на 1⁰С.

Для основного кольца:

 

Dр_н =100×33=33 Па

Dр_{е. пр} = 0,2*9,81*0,64 (95-70) =32 Па

Dр_{е. тр}=0

Dр_е = 32 Па

Dр_р^{осн. кольца} =13300+0,4*32=13313 Па

 

Гидравлический расчет трубопроводов начинаем с определения среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления R_ср, Па/м, по формуле:

 

R_ср = 0,9×0,65×Dр_р / ål,

 

где 0,9 - коэффициент, показывающий, что 10% Dр_р оставляем в запас;

0,65 - потери давления на трение, равные 65% Dр_р;

ål - общая длина последовательно соединённых участков, составляющих расчётное циркуляционное кольцо, м.

 

R_ср^{осн. кольца} = 0,9×0,65×13313/133= 58,5 Па/м.

 

Ориентировочный расход воды на участке, кг/ч, определяется по формуле:

 

,

 

где Q_{т. п} - теплопотери помещения, Вт, принимаются по КР "Расчет теплопотерь здания";

с - удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4187 Дж/ (кг×⁰С);

Dt_с = t_г - t_о - расчётная разность температуры в системе, ⁰С;

b₁, b₂ - поправочные коэффициенты, принимаемые по /2, табл.9.4 и 9.5/.

Расход воды на участке 12 (перемычка элеватора) определяется по формуле:

 

 

где Т1=150⁰С - температура воды в подающем трубопроводе наружной тепловой сети;

Т2=70⁰С - температура воды в обратном трубопроводе наружной тепловой сети

Для удобства гидравлический расчёт сводится в таблице 1, сумма коэффициентов местных сопротивлений по участкам дана в таблице 2.

После определения потерь давления на участке определяется суммарная потеря давления в расчетном циркуляционном кольце S (Rl+z) _{осн. уч} и сравнивается с располагаемым давлением. Должно выполняться равенство:

 

S (Rl+z) =0,9*DР_р

 

После определения диаметров трубопроводов основного циркуляционного кольца производится гидравлический расчет трубопроводов малого циркуляционного кольца системы отопления и определяется невязка, %, по формуле:

 

,

 

значение не должно превышать 15 %

где S (Rl+z) _{общ. уч} - потеря давления в общих участках, входящих в состав сравниваемых колей или ветвей системы, Па.

При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметров, необходимо прибегнуть к установке диафрагм на стояках, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле:

 

 

где DР_д - необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

По основному кольцу: S (Rl+z) =10373 Па

 

0,9*DР_р =0,9*13313=11982Па

 

11982 Па ≈10373 Па - условие выполняется

Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 1 определится по формуле:

 

Dр_р^{малого. кольца} = Dр_р^{осн. кольца} - S (Rl+z) _{общих участков}, Па

водяное отопление детский кинотеатр

где S (Rl+z) _{общих участков} - потери давления в общих участках системы (участки 9-15) = 1596,4+402+464,1+37,8+464,1+402+1596,4= 4963 Па, Dр_р^{малого. кольца} =13313-4963=8350 Па.

Увязка малого циркуляционного кольца 1:

Невязка, %, равна:

 

 - значение превышает 15 %

 

Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 1 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле:

 

 

где 100 кг/ч - расход воды на участке 27

DР_д = 10373-4963-698,8 = 4711,2 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 2 определится по формуле:

 

Dр_р^{малого. кольца} = Dр_р^{осн. кольца} - S (Rl+z) _{общих участков}, Па

 

где S (Rl+z) _{общих участков} - потери давления в общих участках системы (участки 10-14) = 402+464,1+37,8+464,1+402= 1769,9 Па

 

Dр_р^{малого. кольца} =13313-1769,9=11543,1 Па

Увязка малого циркуляционного кольца 2:

Невязка, %, равна:

 

 - значение превышает 15 %

 

Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле:

 

 

где 315 кг/ч - расход воды на участке 44

 

DР_д = 10373-1769,9-5231,6 = 3372

 

необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

Располагаемое давления для малого циркуляционного кольца 3 определится по формуле:

 

Dр_р^{малого. кольца} = Dр_р^{осн. кольца} - S (Rl+z) _{общих участков}, Па

 

где S (Rl+z) _{общих участков} - потери давления в общих участках системы (участки 11-13) = 464,1+37,8+464,1= 966Па

 

Dр_р^{малого. кольца} =13313-966=12347 Па

Увязка малого циркуляционного кольца 3:

Невязка, %, равна:

 

 - значение превышает 15 %

 

Так как невозможно увязать малое циркуляционное кольцо 2 за счет изменения диаметров трубопроводов, необходимо установить диафрагму, для этого необходимо просчитать диаметр диафрагмы по формуле:

 

 

где 390 кг/ч - расход воды на участке 68

DР_д = 10373-966-6467 = 2940 необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

 

Таблица 1 - Гидравлический расчет

N уч.	Нагрузкаотоп-го прибора Q, Вт	Расход воды G, кг/ч	Длинатрубопровода l, м	Скорость воды V, м/с	Диаметр трубопровода d, мм	Потери давления		Динамич. давление Pv, Па	Сумма коэф. местн. сопр. ∑ξ	Потери давл. в местн сопр. Z, Па	Общие потери давления Падавления Rl+z, Па
						На 1 м R, Па/м	На всем участке R l, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
основное кольцо
1	600	22	4,4	0,030	15	1,90	8,36	0,44	11,8	5, 19	13,55
2	1350	49	5,0	0,067	15	6,00	30,00	2,39	4	9,56	39,56
3	2100	77	3,5	0,107	15	18,00	63,00	5,91	1	5,91	68,91
4	2850	104	4,3	0,141	15	30,00	129,00	10,30	2,5	25,75	154,75
5	3600	131	3,6	0,186	15	50,00	180,00	17,60	1	17,60	197,60
6	4350	159	3,6	0,223	15	70,00	252,00	24,70	1	24,70	276,70
7	5100	186	3,6	0,254	15	90,00	324,00	31,80	1	31,80	355,80
8	5850	213	8,2	0,296	15	120,00	984,00	44,00	14	616,00	1600,00
9	8600	314	22,9	0,241	20	55,00	1259,50	29,30	11,5	336,95	1596,45
10	17240	629	5,6	0,300	25	60,00	336,00	44,00	1,5	66,00	402,00
11	27920	1019	1,4	0,277	32	36,00	50,40	38,30	10,8	413,64	464,04
12	0	655	0,8	0,180	32	16,00	12,80	16,70	1,5	25,05	37,85
13	27920	1019	1,4	0,277	32	36,00	50,40	38,30	10,8	413,64	464,04
14	17240	629	5,6	0,300	25	60,00	336,00	44,00	1,5	66,00	402,00
15	8600	314	22,9	0,241	20	55,00	1259,50	29,30	11,5	336,95	1596,45
16	5850	213	8,2	0,296	15	120,00	984,00	44,00	14	616,00	1600,00
17	5100	186	3,6	0,254	15	90,00	324,00	31,80	1	31,80	355,80
18	4350	159	3,6	0,223	15	70,00	252,00	24,70	1	24,70	276,70
19	3600	131	3,6	0,186	15	50,00	180,00	17,60	1	17,60	197,60
20	2850	104	4,3	0,141	15	30,00	129,00	10,30	2,5	25,75	154,75
21	2100	77	3,5	0,107	15	18,00	63,00	5,91	1	5,91	68,91
22	1350	49	5,0	0,067	15	6,00	30,00	2,39	4	9,56	39,56
23	600	22	4,4	0,030	15	1,90	8,36	0,44	4	1,76	10,12
S ( Rl+ z)											10373,14
малое кольцо 1
24	600	22	4,6	0,030	15	1,90	8,74	0,44	11,8	5, 19	13,93
25	1400	51	3,1	0,069	15	6,50	20,15	2,39	1	2,39	22,54
26	2150	78	5,4	0,107	15	18,00	97, 20	5,91	1	5,91	103,11
27	2750	100	6,6	0,136	15	28,00	184,80	8,91	3	26,73	211,53
28	2750	100	6,6	0,136	15	28,00	184,80	8,91	3	26,73	211,53
29	2150	78	5,4	0,107	15	18,00	97, 20	5,91	1	5,91	103,11
30	1400	51	3,1	0,069	15	6,50	20,15	2,39	1	2,39	22,54
31	600	22	4,6	0,030	15	1,90	8,74	0,44	4	1,76	10,50
S ( Rl+ z)											698,79
малое кольцо 2
32	750	27	5,3	0,038	15	2,40	12,72	0,78	11,8	9, 20	21,92
33	1500	55	7,3	0,076	15	8,50	62,05	3,13	4	12,52	74,57
34	2180	80	2,8	0,110	15	19,00	53, 20	5,91	2,5	14,78	67,98
35	2860	104	2,9	0,141	15	30,00	87,00	9,58	1	9,58	96,58
36	3480	127	3,8	0,176	15	45,00	171,00	16,70	1	16,70	187,70
37	4080	149	1,9	0, 205	15	60,00	114,00	20,50	1	20,50	134,50
38	4680	171	2,8	0,239	15	80,00	224,00	28,10	4	112,40	336,40
39	5160	188	2,0	0,254	15	90,00	180,00	31,80	2,5	79,50	259,50
40	5640	206	4,6	0,282	15	110,00	506,00	39,70	1	39,70	545,70
41	6390	233	2,0	0,321	15	140,00	280,00	51,60	1	51,60	331,60
42	7140	261	2,0	0, 198	20	38,00	76,00	19,60	1	19,60	95,60
43	7890	288	2,0	0,229	20	50,00	100,00	25,90	1	25,90	125,90
44	8640	315	4,6	0,241	20	55,00	253,00	29,30	3	87,90	340,90
45	8640	315	4,6	0,241	20	55,00	253,00	29,30	3	87,90	340,90
46	7890	288	2,0	0,229	20	50,00	100,00	25,90	1	25,90	125,90
47	7140	261	2,0	0, 198	20	38,00	76,00	19,60	1	19,60	95,60
48	6390	233	2,0	0,321	15	140,00	280,00	51,60	1	51,60	331,60
49	5640	206	4,6	0,282	15	110,00	506,00	39,70	1	39,70	545,70
50	5160	188	2,0	0,254	15	90,00	180,00	31,80	2,5	79,50	259,50
51	4680	171	2,8	0,239	15	80,00	224,00	28,10	4	112,40	336,40
52	4080	149	1,9	0, 205	15	60,00	114,00	20,50	1	20,50	134,50
53	3480	127	3,8	0,176	15	45,00	171,00	16,70	1	16,70	187,70
54	2860	104	2,9	0,141	15	30,00	87,00	9,58	1	9,58	96,58
55	2180	80	2,8	0,110	15	19,00	53, 20	5,91	2,5	14,78	67,98
56	1500	55	7,3	0,076	15	8,50	62,05	3,13	4	12,52	74,57
57	750	27	5,3	0,038	15	2,40	12,72	0,78	4	3,12	15,84
S ( Rl+ z)											5231,61
малое кольцо 3
58	930	34	4,1	0,047	15	3,00	12,30	1,22	11,8	14,40	26,70
59	1860	68	3,0	0,093	15	14,00	42,00	4,41	1	4,41	46,41
60	2790	102	3,0	0,141	15	30,00	90,00	10,30	1	10,30	100,30
61	3720	136	8,6	0,186	15	50,00	430,00	15,80	5,5	86,90	516,90
62	4650	170	3,0	0,231	15	75,00	225,00	25,90	1	25,90	250,90
63	5580	204	3,0	0,282	15	110,00	330,00	39,70	1	39,70	369,70
64	6510	238	3,0	0,332	15	150,00	450,00	54,90	1	54,90	504,90
65	7440	271	2,2	0,216	20	45,00	99,00	22,60	1,5	33,90	132,90
66	8900	325	10,3	0,252	20	60,00	618,00	31,80	4	127, 20	745, 20
67	9790	357	2,5	0,274	20	70,00	175,00	37,00	1	37,00	212,00
68	10680	390	3,3	0,303	20	80,00	264,00	45,50	1,5	68,25	332,25
69	10680	390	3,3	0,303	20	80,00	264,00	45,50	1,5	68,25	332,25
70	9790	357	2,5	0,274	20	70,00	175,00	37,00	1	37,00	212,00
71	8900	325	10,3	0,252	20	60,00	618,00	31,80	4	127, 20	745, 20
72	7440	271	2,2	0,216	20	45,00	99,00	22,60	1,5	33,90	132,90
73	6510	238	3,0	0,332	15	150,00	450,00	54,90	1	54,90	504,90
74	5580	204	3,0	0,282	15	110,00	330,00	39,70	1	39,70	369,70
75	4650	170	3,0	0,231	15	75,00	225,00	25,90	1	25,90	250,90
76	3720	136	8,6	0,186	15	50,00	430,00	15,80	5,5	86,90	516,90
77	2790	102	3,0	0,141	15	30,00	90,00	10,30	1	10,30	100,30
78	1860	68	3,0	0,093	15	14,00	42,00	4,41	1	4,41	46,41
79	930	34	4,1	0,047	15	3,00	12,30	1,22	4	4,88	17,18
S ( Rl+ z)											6466,80
малое кольцо 4
80	730	27	3,8	0,038	15	2,40	9,12	0,78	11,8	9, 20	18,32
81	1460	53	2,9	0,073	15	7,50	21,75	2,75	1,5	4,13	25,88
82	1460	53	2,9	0,073	15	7,50	21,75	2,75	1,5	4,13	25,88
83	730	27	3,8	0,038	15	2,40	9,12	0,78	4	3,12	12,24
S ( Rl+ z)											82,31

 

Таблица 2 - Таблица КМС

Участки		Количество, n	Значение,
1	Вход и выход через ОП Кран КДР Отвод Тройник проходной	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
2	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
3	Тройник проходной	1	1
4	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
5	Тройник проходной	1	1
6	Тройник проходной	1	1
7	Тройник проходной	1	1
8	Тройник проходной Отвод на 90˚ Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1 1 1	1 1,5 1,5 10 14
9	Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1	1,5 10 11,5
10	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
11	Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1	1,5 9 10,5
12	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
13	Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1	1,5 9 10,5
14	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
15	Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1	1,5 10 11,5
16	Тройник проходной Отвод на 90˚ Тройник поворотный на ответвление Вентиль обыкновенный	1 1 1 1	1 1,5 1,5 10 14
17	Тройник проходной	1	1
18	Тройник проходной	1	1
19	Тройник проходной	1	1
20	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
21	Тройник проходной	1	1
22	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
23	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
24	Вход и выход через ОП Кран КДР Отвод Тройник проходной	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
25	Тройник проходной	1	1
26	Тройник проходной	1	1
27	Отвод Тройник поворотный на ответвление	1 1	1,5 1,5 3
28	Отвод Тройник поворотный на ответвление	1 1	1,5 1,5 3
29	Тройник проходной	1	1
30	Тройник проходной	1	1
31	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
32	Вход и выход через ОП Кран КДР Отвод Тройник проходной	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
33	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
34	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
35	Тройник проходной	1	1
36	Тройник проходной	1	1
37	Тройник проходной	1	1
38	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
39	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
40	Тройник проходной	1	1
41	Тройник проходной	1	1
42	Тройник проходной	1	1
43	Тройник проходной	1	1
44	Отвод Тройник поворотный на ответвление	1 1	1,5 1,5 3
45	Отвод Тройник поворотный на ответвление	1 1	1,5 1,5 3
46	Тройник проходной	1	1
47	Тройник проходной	1	1
48	Тройник проходной	1	1
49	Тройник проходной	1	1
50	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
51	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
52	Тройник проходной	1	1
53	Тройник проходной	1	1
54	Тройник проходной	1	1
55	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 1	1 1,5 2,5
56	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
57	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
58	Вход и выход через ОП Кран КДР Отвод Тройник проходной	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
59	Тройник проходной	1	1
60	Тройник проходной	1	1
61	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 3	1 1,5 5,5
62	Тройник проходной	1	1
63	Тройник проходной	1	1
64	Тройник проходной	1	1
65	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
66	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
67	Тройник проходной	1	1
68	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
69	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
70	Тройник проходной	1	1
71	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
72	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
73	Тройник проходной	1	1
74	Тройник проходной	1	1
75	Тройник проходной	1	1
76	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 3	1 1,5 5,5
77	Тройник проходной	1	1
78	Тройник проходной	1	1
79	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4
80	Вход и выход через ОП Кран КДР Отвод Тройник проходной	1 1 2 1	3,8 4 1,5 1 11,8
81	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
82	Тройник поворотный на ответвление	1	1,5
83	Тройник проходной Отвод на 90˚	1 2	1 1,5 4