Разработка системы горячего водоснабжения жилого дома

Расчет начинается с главного циркуляционного контура (расчетной магистрали), который начинается от подогревателя ГВС и проходит через наиболее удаленный стояк. Далее рассчитываются ответвления от главного циркуляционного контура к другим присоединенным стоякам. Результаты расчета заносим в таблицу 3. Расчет выполняют с использованием таблицы1 и таблицы 2.При выполнении гидравлического расчета необходимо следить, чтобы потери напора в наиболее удаленном стояке не превышали величины 2 – 4м.

При выполнении гидравлического расчета необходимо производить увязку потерь напора с ответвлениями. Суммарные потери напора в следующей расчетной паре стояков должны быть равны располагаемому напору в точке их присоединения к подающей и циркуляционной магистрали. Это достигается соответствующим подбором диаметров циркуляционных стояков и увеличением циркуляционного расхода горячей воды в них, но не более чем на 30 %. В итоге потери напора в обоих стояках по абсолютному значению не должны отличаться более чем на 10 % от располагаемых напоров в точке их присоединения.

При невозможности увязки потерь напора в стояках путем подбора диаметров на циркуляционных стояках должны устанавливаться дроссельные диафрагмы с диаметром отверстия не менее 10 мм.

Необходимый диаметр, диафрагмы определяется по формуле, мм:

где Сц – циркуляционный расход, л/с;

Низб – избыточный напор, который необходимо погасить диафрагмой, м;

d – внутренний диаметр трубопровода, мм.

Если расчетный диаметр отверстия диафрагмы менее 10мм, то вместо диафрагмы на циркуляционном стояке устанавливаются регулирующие краны или балансировочные клапаны, подбор которых ведется по соответствующим каталогам.

Результаты гидравлического расчета представлены в таблаблице.3.

Таблица 3.– Гидравлический расчет трубопроводов

Расчет кольца через стояк 2

Необходимо произвести увязку потерь напора во втором стояке (2,505м) в точке присоединения его к главному циркуляционному кольцу.

Располагаемый напор в первой паре стояков составляет Нр=3,419м.

Невязка больше допустимой.

Необходимо установить дроссельную диафрагму для того, чтобы погасить избыточный напор, равный:

Диаметр диафрагмы определяется при известном циркуляционном расходе 0,018 л/с по формуле:

К установке принимается диафрагма с dД=11,56 мм, которая устанавливается на циркуляционном стояке.

Расчет кольца через стояк 3

Располагаемый напор в точке подключения данного стояка к магистрали складывается из потерь напора в первом стояке и потерь напора на магистральных участках трубопровода 9-8 и 8’-9’.

Невязка больше допустимой.

Диаметр диафрагмы определяется по формуле:

К установке принимается диафрагма с dД=11,44 мм, которая устанавливается на циркуляционном стояке.

Расчет кольца через стояк 4

Располагаемый напор в точке подключения данного стояка к магистрали складывается из потерь напора в первом стояке и потерь напора на магистральных участках трубопровода 9-8, 10-9, 8’-9’, 9’-10’.

.

Невязка больше допустимой.

Диаметр диафрагмы определяется по формуле:

К установке принимается диафрагма с dД=10,7 мм, которая устанавливается на циркуляционном стояке.

Аналогично рассчитываются стояки 5, 6, 7, 8.

5. Выбор оборудования и расчет потерь давления местного теплового пункта

5.1 Выбор водомера

Счетчик расхода воды (водомер) в закрытых системах водопотребления устанавливают на вводе трубопровода холодной воды в здание до подогревателя ГВС с обязательным устройством обводного трубопровода с запорным органом.

Счетчики воды типа ВСХ устанавливают на горизонтальном участке трубопровода, с минимальным расстоянием прямого участка 5·dу до счетчика и 1·dу после счетчика.

Водомеры должны рассчитываться на максимальный часовой расход воды Gч и подбираться так, чтобы стандартное значение верхнего предела измерения прибора было ближайшим по отношению к значению максимального часового расхода.

Максимальный часовой расход Gч=1,41 м3/ч. К установке принимаем счетчик ВСХ – 15 с диаметром dу=15мм.

Перед счетчиками необходимо устанавливать фильтры.

5.2 Расчет подогревателя ГВС

Подогреватели должны обеспечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды. Наиболее неблагоприятный режим соответствует точке излома температурного графика регулирования. Поэтому расчет подогревателей производится именно для этого режима по параметрам сетевой воды при температуре tн’’’.

К установке принимаем водоводяной скоростной секционный подогреватель с противоточным движением теплоносителей и длиной трубок 4м.

Максимальный часовой расход греющей воды равен

.

Задаваясь скоростью воды в межтрубном пространстве подогревателя, равной 1 м/с, найдем ориентировочно площадь сечения межтрубного пространства, м2 (при ρ=1000 кг/м3):

По полученному значению  подбираем типоразмер подогревателя с наружным диаметром корпуса 57мм и стандартными значениями

, , поверхностью нагрева одной секции

0,75 м2 и dэ=0,0129м.

Определим действительные скорости движения воды в трубках и межтрубном пространстве:

Среднее значение температуры нагреваемой и греющей воды:

.

Коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к поверхности стенок трубок αмт и от трубок к нагреваемой воде αтр:

где dвн – внутренний диаметр трубок, dвн=14мм.

Коэффициент теплопередачи:

где δст – толщина стенки, 0,001м;

λст – теплопроводность материала стенки, 110 Вт/(м·˚С);

β3 – коэффициент загрязнения, принимаемый равным 0,85.

Среденелогарифмический температурный напор в подогревателе:

Необходимая площадь нагрева подогревателей:

где Qгр.в=Qгвмакс.

Количество секций в подогревателе:

где Fс – площадь поверхности нагрева одной секции.

Полученное значение nп округляется до целого числа в большую сторону.

Принимаем к установке подогреватель из 5 секций.

5.3 Расчет потерь напора в местном тепловом пункте

Потери напора в тепловом пункте определяются по формуле.

где Нпд – потери напора в подогревателе, м;

Нсч – потери напора в счетчике воды, м;

Нф – потери напора в фильтре, м;

Нl – потери напора по длине водомерного узла, м;

Нк – потери напора на сжатие потока (конфузор), м;

Нд – потери напора на расширение потока (диффузор), м.

Потери напора в подогревателе:

где n – безразмерный коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора за счет зарастания труб (принимается равным 4);

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции скоростного подогревателя ГВС (принимается равным 0,75 при длине секции 4м);

nп – число секций подогревателя;

wтр – скорость движения воды в трубках подогревателя без учета их зарастания.

Потери давления в счетчике холодной воды ВСХ – 15 при Gч=1,41м3/ч, равны Нсч=20кПа=2,0м.

Потери давления в фильтре составят Нф=0,96м.

Потери давления, м, по длине водомерного узла определяются по формуле:

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления трению;

L – длина водомерного узла, м;

V – скорость теплоносителя, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

d – диаметр трубопровода водомерного узла, м.

Скорость теплоносителя , м/с, определяется по формуле:

где Gч – количество теплоносителя, м3/с;  – площадь поперечного сечения трубы, м2:

Коэффициент гидравлического сопротивления трению:

где Re – число Рейнольдса.

Число Рейнольдса определяется по формуле:

где V – скорость теплоносителя, см/с;

d – диаметр трубопровода водомерного узла, см;

γ=0,004 см2/с – кинематическая вязкость воды.

Потери давления, м, на сжатие потока определяется по формуле:

где ςк – значение местного сопротивления.

Потери давления, м, на расширение потока определяются по формуле:

где ςд – значение местного сопротивления.

6. Подбор насосов

Для закрытых систем теплоснабжения требуемый напор в водопроводе холодной воды следует определять по формуле:

где Hgeom – геометрическая высота подачи воды от оси трубопровода, подающего холодную воду, до оси наиболее высоко расположенного прибора, м;

∑Htot – сумма потерь напора в системе ГВС здания, которая складывается из потерь в тепловом узле здания ∆Hуз и системе трубопроводов ∆Н, м;

Нсв – свободный напор, м, у санитарно – гигиенического прибора.

Для первого варианта расчета при Нв=20м – напор на вводе холодного водопровода недостаточен, и необходима установка повысительно-циркуляционных насосов, которые подбираются по суммарному расходу воды:

.

По данным характеристикам подбирается насос марки CRE 3 с расходом воды 3 м3/ч и максимальным напором 24 бар.

И суммарной потере напора, состоящей из потерь напора в подающем трубопроводе и подогревателе при циркуляционном расходе, и потерь напора в циркуляционном трубопроводе. Для определения потерь напора в подающем трубопроводе необходимо произвести гидравлический расчет подающих трубопроводов главного циркуляционного кольца, при циркуляционном расходе и ранее подобранных в таблице 3 диаметрах трубопроводов.

Гидравлический расчет подающих трубопроводов главного циркуляционного кольца сводится в таблицу 4.

Таблица 4 – Гидравлический расчет циркуляционного трубопровода

Для определения потерь напора в подогревателе необходимо произвести перерасчет скорости движения нагреваемой воды в трубках подогревателя, wтр:

И тогда потери напора в подогревателе составят:

Таким образом, суммарные потери напора составят:

где Gс, Gц – секундный и циркуляционный расходы горячей воды на здание в целом, кг/с;

∆Нпц – потери напора в подающем трубопроводе и подогревателе при циркуляционном расходе, м;

∆Нц – потери напора в циркуляционном трубопроводе, м;

х – доля максимального водоразбора, принимается для систем горячего водоснабжения протяженностью до 60 м равной 0,15.

По полученным характеристикам подбираем насос марки ЦВЦ 25-9,2 с расходом воды 1-40 кг/с и максимальным напором 10,5 м.

Заключение

В данной курсовой работе была разработана система горячего водоснабжения жилого дама, произведен подбор и расчет оборудования местного теплового пункта.

В ходе выполнения курсовой работы были получены теоретические и практические знания по методам расчета систем горячего водоснабжения; навыки пользования технической, справочной и нормативной документацией.

Список использованной литературы

1.   Козин, В.Е. Теплоснабжение / В.Е. Козин.– М.: Высшая школа, 1980.– 408 с.

2.   Пешехонов, Н.И. /Проектирование теплоснабжения / Н.И. Пешехонов. – М.: Высшая школа, 1986. – 55 с.

3.   СНиП 2.04.01 – 85. /Внутренний водопровод и канализация зданий. – М.: Стройиздат, 1976 – 28 с.

4.   СНиП 2.04.07 – 86. /Тепловые сети. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 48с.

5.   ГОСТ 2.106–96 ЕСКД Текстовые документы

6.   ГОСТ 2.104–68* ЕСКД Основные надписи

7.   ГОСТ 2.105–95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам

Страницы: 1, 2