Расчет системы в режиме циркуляции

Циркуляция в системе горячего водоснабжения предусматривается с целью сохранения температуры воды у наиболее удаленного водоразборного прибора. При отсутствии циркуляции возможен большой сброс остывшей воды и значительное возрастание нерационального потребления воды. Наиболее неблагоприятным режимом при этом является полное отсутствие разбора горячей воды.

Расчет системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции производится в следующей последовательности.

Вначале составляется расчетная схема сети на основании аксонометрической схемы, на этой схеме подающая (распределительная) сеть показывается сплошной линией, циркуляционная — пунктирной. Если предусматривается циркуляция в стояках, то за расчетную точку принимается верхняя точка наиболее удаленного от водонагревателя распределительного стояка, как показано на рис. 2.1. Если циркуляция запроектирована только в магистрали, расчетной точкой будет нижняя точка самого удаленного стояка. Расчетные участки на циркуляционном трубопроводе обозначаются цифрами со штрихами.

За расчетные участки при условии теплоизоляции магистралей и стояков в упрощенном виде принимаются участки, где не изменяется расход воды, т.е. участки между двумя соседними ответвлениями. За расчетные участки принимаются также те, где не изменяется диаметр труб. Расчет производится по наиболее длинному циркуляционному кольцу. Для небольшого здания это будет достаточным; для больших зданий с длинной циркуляционной сетью, а так же если запроектирована система горячего водоснабжения нескольких зданий, необходим расчет всех циркуляционных колец по промежуточным стоякам с увязкой потерь напора в них.

Расчет имеет целью определить диаметры циркуляционных трубопроводов и потери напора в циркуляционных кольцах и производится в табличной форме.

Таблица 2.4 - Расчет системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции

Длина участка принимается из аксонометрической схемы; при этом можно использовать табл. 2.3.

Диаметр подающих трубопроводов принимается из табл. 2.3; диаметр циркуляционных труб принимается равным или на размер меньше диаметра подающих.

Циркуляционный расход на участках сети определяется по формуле (15)[ 1]:

, л/с (2.37)

где – коэффициент регулировки циркуляции;

– теплопотери подающими и циркуляционными трубами горячего водоснабжения, кВт;

– разность температур в подающих трубопроводах от водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, °С. Величина теплопотерь определяется по формуле

(2.38)

где – коэффициент теплопередачи неизолированными трубами, принимаемый равным 11.63 Вт/м² °С [5];

– наружный диаметр труб на расчетном участке, м;

– длина участка, м;

– КПД теплоизоляции, принимается равным 0.6 [5];

– разность температур воды на расчетном участке и окружающего воздуха помещения;

– удельные теплопотери 1 м трубопровода в зависимости от принимаются по табл. 1.3.1 [5].

Значения и в соответствии с [1] принимаются:

- для систем, в которых не предусматривается циркуляция в стояках = 10 °С и = 1;

- для систем, в которых предусматривается циркуляция воды в стояках при переменном сопротивлении стояков, = 10 °С и = 1; при одинаковом сопротивлении стояков = 8,5 °С и = 1,3;

- для систем с секционными узлами и кольцующими перемычками = 8,5 °С и = 1.

Для упрощения расчетов в курсовых проектах допускается циркуляционный расход принимать в размере 20% от расчетного расхода горячей воды на соответствующих участках, т.е.

, л/с (2.39)

Скорость воды в трубах и удельные потери напора принимаются по номограмме прил. 6 [1] в зависимости от величины на соответствующем участке.

Потери напора на участках циркуляционного кольца определяются по формуле (2.35).

Сумма графы 7 определит общую потерю напора при пропуске циркуляционного расхода.

Определяется возможность естественной циркуляции. Естественный циркуляционный напор определится по формулам:

а) для систем с верхней разводкой магистралей

, мм (2.40)

б) для систем с нижней разводкой магистралей

, мм (2.41)

где h – расстояние по вертикали от оси нагревателя до верха расчетного стояка, м;

h_i – расстояние по вертикали от оси нагревателя до низа расчетного стояка, м;

– плотность горячей воды в главном стояке (при температуре воды, выходящей из водонагревателя), кг/м³;

– плотность горячей воды в наиболее удаленном распределительном стояке, кг/м³;

– плотность горячей воды в расчетном обратном стояке, кг/м³.

Этот естественный циркуляционный напор сравнивается с потерями напора, вычисленными по циркуляционному кольцу с учетом потерь в водонагревателе.

Необходимо отметить, что естественный циркуляционный напор имеет небольшую величину. Практический опыт показывает, что системы с естественной циркуляцией могут применяться для сети протяженностью не более 50 м при верхней разводке и не более 35 м при нижней разводке. В табл. 12.1 [5] приведены условия возможной работы систем горячего водоснабжения при естественной циркуляции.