Отопление и вентиляция

Массовый расход воды на участках, кг/ч, определяется по формуле:

.

Средняя величина удельной потери давления на трение по длине основного циркуляционного кольца, Па/м, находится по формуле:

где Σlуч — сумма длин всех участков основного циркуляционного кольца, м; 0,6 — доля потерь располагаемого давления на трение в трубопроводах.

По вычисленному значению Rср и расходу воды на участке Gуч с помощью номограммы определяется необходимый диаметр трубопровода dуч, как ближайший по стандарту. Далее по принятом dуч и массовому расходу Gуч находятся фактические значения удельного сопротивления Rуч, скорости воды Vуч и динамического давления воды (Рдин)

уч.

Затем определяем вид и величину ζ местных сопротивлений по каждому участку:

участок 1−2: задвижка d=40 мм (ζ=0,5), 5 отводов при условном диаметре d=40 мм (ζ=0,5×5), Σζ1−2=3,0;

участок 2−3: тройник на ответвление (ζ=1,5), Σζ2−3=1,5;

участок 3−4: тройник на ответвление (ζ=1,5), вентиль d=32 мм (ζ=9), Σζ3−4=10,5;

участок 4−5: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ4−5=1,0;

участок 5−6: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ5−6=1,0;

участок 6−7: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ6−7=1,0;

участок 7−8: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ7−8=1,0;

участок 8−9: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ8−9=1,0;

участок 9−10: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ9−10=1,0;

участок 10−11: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ10−11=1,0;

участок 11−12: два тройника на проход (ζ=1,0×2), воздухосборник (ζ=1,5), два вентиля d=15 мм (ζ=16×2), одиннадцать отводов d=15 мм (ζ=1,5×11), четыре этажеузла с регулирующими кранами (ζ=6,5×4), Σζ11−12=78;

участок 12−13: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ12−13=1,0;

участок 13−14: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ13−14=1,0;

участок 14−15: тройник на проход (ζ=1,0), отвод d=20 мм (ζ=1,5), Σζ14−15=2,5;

участок 15−16: тройник на проход (ζ=1,0), отвод d=20 мм (ζ=1,5), Σζ15−16=2,5;

участок 16−17: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ16−17=1,0;

участок 17−18: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ17−18=1,0;

участок 18−19: тройник на проход (ζ=1,0), Σζ18−19=1,0;

участок 19−20: тройник на противотоке (ζ=3,0), вентиль d=32 мм (ζ=9), Σζ19−20=12,0;

участок 20−21: тройник на противотоке (ζ=3,0), Σζ20−21=3,0;

участок 21−22: задвижка d=40 мм (ζ=0,5), 3 отвода d=40 мм (ζ=0,5×3), Σζ21−22=2,0.

Рассчитаем потери давления на трение по длине участка (R*l)уч и в местных сопротивлениях Zуч=(РдинΣζ)уч. Результаты расчета представлены в таблице 4.

Проверяется правильность гидравлического расчета из условий:

а) 0,9Ррасп ≥ Σ(R*l+Z)уч

0,9*22 000=19800

Па>18 946

Па.

Таблица 4

Результаты гидравлического расчета трубопроводов системы водяного отопления Номер участка Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт Расход воды на участке Gуч, кг/ч Диаметр участка dуч, мм Скорость воды на участке Vуч, м/с Длина участка lуч, м Удельные потери давления на трение на участке Rуч, Па/м Потери давления на трение на участке Rуч* lуч, Па Динамическое давление на участке Рдин, Па Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке Σζ Потери давления в местных сопротивлениях на участке Zуч, Па Потери давления на участке (R*l+Z)уч, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1−2 97 700 2398 40 0,50 21,3 100 2130 135 3,0 405 2535 2−3 70 750 1733 32 0,50 4,7 130 611 135 1,5 203 814 3−4 48 850 1197 32 0,33 1,5 50 75 55 10,5 578 653 4−5 46 840 1148 25 0,50 5,0 160 800 140 1,0 140 940 5−6 40 560 994 25 0,47 5,8 150 870 120 1,0 120 990 6−7 32 940 807 25 0,40 3,6 105 378 78 1,0 78 456 7−8 26 950 660 20 0,46 8,1 175 1418 115 1,0 115 1533 8−9 20 820 510 20 0,40 4,0 150 600 77 1,0 77 677 9−10 15 000 368 20 0,28 2,7 70 189 40 1,0 40 229 10−11 13 360 327 20 0,26 3,1 52 161 32 1,0 32 193 11−12 3720 91 15 0,13 23,4 22 515 8 78,0 624 1139 12−13 13 360 327 20 0,26 3,2 52 166 32 1,0 32 198 13−14 15 000 368 20 0,28 2,6 70 182 40 1,0 40 222 14−15 20 820 510 20 0,40 4,7 150 705 77 2,5 193 898 15−16 26 950 660 20 0,46 10,5 175 1838 115 2,5 288 2126 16−17 32 940 807 25 0,40 4,7 105 494 78 1,0 78 572 17−18 40 560 994 25 0,47 5,8 150 870 120 1,0 120 990 18−19 46 840 1148 25 0,50 5,0 160 800 140 1,0 140 940 19−20 48 850 1197 32 0,33 1,9 50 95 55 12,0 660 755 20−21 70 750 1733 32 0,50 5,7 130 741 135 3,0 405 1146 21−22 97 700 2398 40 0,50 6,7 100 670 135 2,0 270 940 18 946

б)

— оба условия выполняются.

7 Подбор водоструйного элеватора

Водоструйный элеватор предназначен для снижения температуры сетевой воды (tс=1500С), поступающей от ТЭЦ по тепловой сети в тепловой центр здания, до необходимой для подачи в систему отопления воды с температурой tr=1050С. Это происходит путем смешения сетевой и обратной воды (tо=700С). Элеватор служит также для создания необходимого давления в системе. Подберем водоструйный элеватор типа ВТИ — теплосети Мосэнерго.

Принципиальная схема элеваторного узла представлена на рисунке.

Основной расчетной характеристикой для подбора элеватора является коэффициент смешения:

.

Номер элеватор выбирается в зависимости от диаметра горловины, мм:

где Qсист=Qзд/1000 — тепловая мощность системы отопления, кВт; Рсист= Σ(R*l+Z)/1000 — суммарная потеря давления по длине расчетного циркуляционного кольца, кВт.

Принимаем элеватор № 1 (dгор<18 мм).

Диаметр сопла элеватора, мм, определяется по формуле:

где =150 кПа — располагаемая разность давлений воды в теплосети на вводе в здание.

8 Вентиляция Необходимо запроектировать систему естественной канальной вытяжной вентиляции для блока из четырех квартир, расположенных по вертикали здания. Номер помещения кухни — 102.

Расчет заключается в определении количества воздуха, которое требуется удалить из кухни по вытяжным каналам, и числа стандартных каналов сечением 130×140 мм, необходимых для прохода этого количества воздуха.

Схема вентиляции квартир такова: поступление воздуха (приток) осуществляется через поры и неплотности наружных ограждений или специальные приточные подоконные устройства в жилых комнатах, а удаление (вытяжка) — через решетки на вентиляционных каналах, установленные под перекрытием в кухнях, санузлах и ванных комнатах, на вентиляционных каналах. Вентканалы прокладываются во внутренних кирпичных стенах или в бетонных панелях.

9 Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов Количество удаляемого через вентиляционные каналы кухни воздуха, м3/ч:

где ΣFж.к. — суммарная площадь жилых комнат квартиры, м2.

Но минимальный воздухообмен в кухне в однокомнатной квартире равен 60 м3/ч, поэтому в качестве расчетной величины принимаем Vрасч=60 м3/ч.

Найдем расчетное гравитационное давление Ргр, Па, при температуре воздуха tн=+50С, и температуре внутреннего воздуха в жилой комнате tв=+180С, по формуле:

Ргр=(ρн — ρв)*h*g,

где ρн (в) — плотность наружного (внутреннего)

воздуха, кг/м3; h — высота вентиляционного канала, м; g — ускорение силы тяжести.

Плотность воздуха ρ, кг/м3, при температуре t определяется из выражения:

.

Скорость воздуха в канале, м/с, определяется по формуле:

где fкан — площадь вентиляционного канала, м2.

Определяется эквивалентный диаметр канала круглого сечения dэ (v), мм, в котором будут такие же потери располагаемого давления на трение, при той же скорости воздуха, что и в заданном канале прямоугольного сечения:

где А, В — размеры прямоугольного канала, мм.

С помощью номограммы по величине dэ (v) и скорости v находятся удельная потеря давления (сопротивление) на трение R, Па/м, и динамическое давление Рдин потока воздуха.

Затем определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений одиночного канала. Принимаем следующие величины ζ: для вытяжной решетки 1,4; для поворота (колена) 1,1 и устья канала при наличии зонта 1,9.

Определяются потери давления на трение по длине канала (βш*R*h), в местных сопротивлениях (Z=Рдин*Σζ) и полные потери давления в канале (βш*R*h+ Z), Па.

Сравнивается аэродинамическое сопротивление канала с располагаемым гравитационным давлением. Если (βш*R*h+ Z) > Ргр, то принимается на один канал больше.

Результаты аэродинамического расчета представлены в таблице 5

Результаты аэродинамического расчета вентиляционных каналов Этаж Расчетный воздухообмен Vрасч, м3/ч Вентиляционный канал Скорость воздуха в канале v, м/с Высота канала h, м Коэффициент шероховатости βш Удельные потери давления на трение в канале R, Па/м Потери давления на трение в канале βш*R*h, Па Динамическое давление в канале Рдин, Па Сумма коэффициентов местных сопротивление в канале Σζ Потери давления в местных сопротивлениях в канале Z, Па Потери давления в канале (βш*R*h+ Z), Па Гравитационное давление Ргр, Па Примечание Габаритные размеры АхВ, мм Эквивалентный по скорости диаметр участка dэ (v), мм Площадь сечения канала fкан, м2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 60 130×140 135 0,0182 0,92 11,25 2,0 0,12 2,7 0,5 4,4 2,2 4,9 6,6 1 2 60 130×140 135 0,0182 0,92 8,45 2,0 0,12 2,0 0,5 4,4 2,2 4,2 5,0 1 3 60 130×140 135 0,0364 0,46 5,65 2,0 0,05 0,6 0,2 4,4 0,9 1,5 3,3 2 4 60 130×140 135 0,0364 0,46 2,85 2,0 0,05 0,3 0,2 4,4 0,9 1,2 1,7 2

В графе примечание указано число каналов.

Список литературы

Щекин Р. В. и др. справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 1. киев, 1976.

СНиП ΙΙ-3−79**. Строительная теплотехника, 1986.

СНиП 02. 04. 05−91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Тихомиров К.В. общая теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. М., 1986.

Богословский В.Н. и др. отопление и вентеляция. М., 1980.

Щекин Р.В. и др. справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 2. Киев, 1976.