Системы горячего водоснабжения жилых и общественных зданий

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра теплогазоводоснабжения, водоотведения и вентиляции Конспект лекций по дисциплине «Системы горячего водоснабжения жилых и общественных зданий» для направления подготовки 08.03.01 «Строительство» Новокузнецк 2017 ВВЕДЕНИЕ Жилищное и промышленное строительство, требования экономии топлива и защиты окружающей среды предопределяют целесообразность интенсивного развития систем централизованного теплоснабжения. Выработка тепловой энергии для таких систем в настоящее время производиться теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) и котельными районного значения. Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблюдении необходимых параметров теплоносителя во многом определяется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунктов, конструкций прокладки, применяемого оборудования. Энергетика является ведущей отраслью народного хозяйства страны. Понятием энергетика охватывается широкий круг установок для производства, транспорта и использования электрической и тепловой энергии, энергии сжатых газов и других энергоносителей. Из всех форм вырабатываемой энергии наиболее широко используются два вида энергии: электрическая и теплота низкого и среднего потенциала, на выработку которых расходуется свыше 55% всех используемых топливноэнергетических ресурсов. Теплота низкого и среднего потенциала используется на цели отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и производственных нужд. Низкопотенциальное потребление удовлетворяется теплоносителем с температурой до 150°С., Среднепотенциальное потребление удовлетворяется теплоносителем с температурой 150÷350°С. 1 ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ К основным способам теплоснабжения относятся: 1. Система централизованного теплоснабжения - это система, состоящая из одного или нескольких источников теплоты, тепловых сетей и потребителей теплоты. Источником тепла являются крупные районные и промышленные котельные. 2. Теплофикация, т.е. централизованное теплоснабжение на базе совместной выработки тепла и электроэнергии. Источником в этом случае является ТЭЦ. 3. Децентрализованные способ теплоснабжения. Источником тепла при этом способе являются небольшие квартальные и домовые отопительные котельные и др. местные генераторы тепла. В настоящее время за счет первых двух способов удовлетворяется 80% потребности в тепле городов и промышленных узлов. Преимущества централизованного теплоснабжения от ТЭЦ и районных котельных (РК) по сравнению с децентрализованным от местных и небольших квартальных котельных: 1. Экономия топлива за счет более рационального его сжигания и хранения. 2. Возможности использования низкосортного топлива, сжигания которого затруднено в мелких котельных. 3. Улучшение санитарного состояния окружающей среды (уменьшение токсичных выбросов в атмосферу). 4. Снижение начальных затрат на строительство с уменьшением источников тепла. 5. городов. Уменьшение трудозатрат на эксплуатацию теплового хозяйства 6. Улучшается благоустройство городов, и освобождаются полезные площади от множества котельных и складских помещений. Преимущества теплофикации перед централизованным теплоснабжением: 1. Сокращение топлива, в связи с этим улучшение транспортных и складских расходов. 2. Сокращение тепломеханического оборудования, ввиду ликвидации котельных. 3. Высвобождение полезных площадей, занимаемых котельными. 4. Снижение эксплутационных расходов. Однако при выборе источников тепла следует учитывать, что при теплофикации капитальные вложения в ТЭЦ и тепловые сети оказываются больше, чем в КЭС и в централизованное теплоснабжение от РК, поэтому ТЭЦ экономически целесообразно сооружать при больших тепловых нагрузках (более 400 Гкал/час). В настоящее время затраты на сооружение крупных магистральных и распределительных тепловых сетей от мощных ТЭЦ нередко составляет 30÷35% от начальных затрат на сооружение ТЭЦ. Отсюда встает необходимость в снижении начальной и эксплутационной стоимости тепловых сетей. 2 ТЕПЛОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ 2.1 Классификация потребителей теплоты Потребители теплоты по надежности теплоснабжения делятся на три категории: 1. Первая категория – потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных ГОСТ 30494. Например, больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п. 2. Вторая категория – потребители, допускающие снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии, но не более 54 часов (жилых и общественных зданий до 12 °С, промышленных зданий до 8 °С). 3. Третья категория – остальные потребители. При авариях , в течении всего ремонтно-восстановительного периода должны обеспечиваться: - подача 100% необходимой теплоты потребителям первой категории; - подача теплоты на отопление и вентиляцию потребителям второй и третьей категорий в размерах, указанных в таблице: Наименование Расчетная температура наружного воздуха для показателя проектирования отопления, tн.о. °С -10 -20 -30 -40 -50 78 84 87 89 91 Допустимое снижение подачи теплоты, %, до Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: 1. Сезонная нагрузка. 2. Круглогодовая нагрузка. К сезонной нагрузке относятся нагрузки систем отопление, вентиляция и системы кондиционирования воздуха, потребляющие тепло в холодный период года. Сезонная нагрузка зависит от климатических условий (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, влажности воздуха и т.д.). Основное значение имеет наружная температура. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график. К круглогодовой нагрузке относят технологическую нагрузку и нагрузку горячего технологической водоснабжения. нагрузки зависит Величина от и профиля характер графика производственных предприятий и графика их работы. Величина и характер нагрузки горячего водоснабжения зависит от благоустройства жилых и общественных зданий, состава населения и распорядка его рабочего дня, а так же режима работы коммунальных предприятий: бань и прачечных. Технологическая нагрузка и горячее водоснабжение очень мало зависят от наружной температуры воздуха. Эти нагрузки имеют переменный суточный график и сравнительно постоянный годовой график. 2.2 Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение Данные о расчетных расходах теплоты для целей отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических нужд следует принимать по конкретным проектам теплопотребляющих установок. В том случае, если при проектировании центрального теплоснабжения эти данные отсутствуют, то к расчету принимают: 1. для предприятий – по укрупненным ведомственным нормам, утвержденным в установленном порядке, либо по проектам аналогичных предприятий; 2. для жилых районов и других населенных пунктов – по формулам: А) максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий Qo max q 0 A 1 k1 , (2.1) где qо – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, принимаемый по [1, прилож.2], Вт; А – общая площадь жилых зданий, м2; k1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,25. Б) максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий Q max k1 k 2 q 0 A , (2.2) где k1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0,6. В) средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Q hm 1,2m a b 55 t c 24 3,6 c (2.3) или Q hm qh m (2.4) где m – количество людей; а – норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55 °С на одного человека в сутки, принимается в зависимости от степени комфортности зданий по [1, прилож.5], л; b – норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях, при температуре 55 °С принимаемая в размере 25 л/сут на 1 чел.; с – удельная теплоемкость воды, принимаемая в расчетах равной 4,187 кДж/(кг °С ); tс – температура холодной ( водопроводной ) воды в отопительный период ( при отсутствии данных принимается равной 5°С ); qh – укрупненный показатель среднего часового потока на горячее водоснабжение на одного человека, принимаемый по [1, прилож.3]. Г) максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Q h max 2,4 Q hm . (2.5) Д) В летний период нагрузка горячего водоснабжения несколько меньше, чем в холодный период года за счет повышенной температуры холодной воды, а так же за счет меньшего потребления горячей воды для бытовых нужд. Среднечасовой тепловой поток на горячее водоснабжение, Вт, жилого района в неотопительный период Q s hm Q hm 55 t sc 55 t c , (2.6) где β – коэффициент, учитывающий, изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 ( для курортов β=1,2-1,5), для предприятий – 1,0; tс– температура холодной ( водопроводной ) воды в отопительный период ( при отсутствии данных принимается равной 5°С ). tсs– температура холодной ( водопроводной ) воды в неотопительный период ( при отсутствии данных принимается равной 15°С ). Е) Среднечасовой тепловой поток на отопление за отопительный период, Вт, определяется по формуле Qоom Q0 max t B t Нср .от. , t B t H .O. (2.7) где tв – внутренняя температура в здании, принимается : tв = 18 °C для жилых и общественных зданий при tН.О .≥ - 30 °C; tв = 20 °C для жилых и общественных зданий при tН.О .< - 30 °C; tв = 16 °C для производственных зданий; tнср.от. – температура наружного воздуха средняя за отопительный период, °C; tн.о.– расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °C. Ж) Среднечасовой тепловой поток на вентиляцию за отопительный период, Вт, определяется по формуле QVom Qv max t B t Нср .от. . t B t H .O. (2.8) Тепловые потоки на отопление и вентиляцию зданий при известных наружных строительных объемах Vзд., м3, и удельных отопительных qот, Вт/(м3*К) и вентиляционных qвент, Вт/(м3*К), характеристиках могут быть определены по формулам Qo max qОТ VЗД t В Qv max qвент VЗД tВ t Н .О. а , t Н .О. . (2.9) (2.10) где а – поправочный коэффициент к величине qот , принимаемый по [1, прилож.4]; Значения расчетных величин qот , qвент и tН.О. приведены в [1, прилож. 4]. 2.3 Графики теплового потребления Графики теплового потребления часовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: определения расхода топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а также для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации систем теплоснабжения. Часовые графики расходов теплоты. Для построения часовых графиков расходов теплоты на отопление и вентиляцию достаточно использовать два значения тепловых потоков: максимальные Qоmax , Qvmax и минимальные Qоmin, Qvmin определенные при температуре наружного воздуха начала (конца) отопительного периода tH.К. При расчете графиков, начало и конец отопительного периода принимается: - +8 ºС в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -30 ºС; - +10 ºС в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -30 ºС. Построение графиков: 1. Часовой график расхода тепла на отопление. Минимальная тепловая нагрузка на отопление пересчитывается по формуле: Q 0 max tB tB t Н.К . t H .O . Q0, Вт (2.13) Q0 min Q0 max Q 0 min tH.К tН.О. Н.О. Рисунок 2.1 – Часовой график отопительной нагрузки График показывает, что отопительная нагрузка увеличивается с уменьшением температуры наружного воздуха и при температуре наружного воздуха tН.О отопительная нагрузка соответствует расчетной нагрузке на отопление Qo max. 2. Часовой график расхода тепла на вентиляцию. Минимальная тепловая нагрузка на вентиляцию пересчитывается по формуле: Q min Q max tB tB t Н.К . t H .O. (2.14) Qν min Qν max Qν, Вт tH.К tH = tH.O. Рисунок 2.2 – Часовой график вентиляционной нагрузки График показывает, что вентиляционная нагрузка увеличивается с уменьшением температуры наружного воздуха и при температуре наружного воздуха tН.О вентиляционная нагрузка соответствует расчетной нагрузке на вентиляцию Qv max. 3. Часовые графики расходов тепла на горячее водоснабжение. Q h max Qs h tH Qh Qhm m tH.К tH.O. Рисунок 2.3 – Часовой график расхода теплоты на горячее водоснабжение 4. Суммируя ординаты часовых графиков по отдельным видам потребления, строят суммарный часовой график расходов теплоты QΣ (см рис.2.4). Годовой график по продолжительности тепловой нагрузки. График продолжительности тепловой нагрузки строится на основе суммарного часового графика расходов теплоты и климатологических данных о продолжительности стояния различных температур наружного воздуха [4, таблица 1.3]. По оси абсцисс откладывается число, в течение которого наблюдается наружная температура равная или ниже данной, а по оси ординат – часовой расход тепла данной наружной температуры. Площадь, ограниченная осями и кривой графика продолжительности представляет собой годовую сезонную тепловую нагрузку. Рисунок 2.4 – График продолжительности сезонной тепловой нагрузки а) Q = f(tH); б) график продолжительности; n0 – продолжительность отопительного сезона; nгод = 8400 час – число часов в году Годовой график теплового потребления по месяцам. Для построения данного графика (см.рис.2.5), используя вместо значения tH.К среднемесячные температуры наружного воздуха из [2], определяют по формулам (2.13) и (2.14) тепловые потоки на отопление и вентиляцию для каждого месяца отопительного периода. Суммарный тепловой поток для каждого месяца отопительного периода определяется как сумма тепловых потоков на отопление, вентиляцию и среднечасового теплового потока для данного периода года на горячее водоснабжение. Например, для января суммарный тепловой поток QΣянв равен QΣянв = Qоянв + Qvянв + Qhm. (2.15) Для неотопительного периода суммарный тепловой поток будет равен среднечасовому тепловому потоку на горячее водоснабжение в теплый Расход тепла, МВт период Qshm. Рисунок 2.5 - Примерный график расхода тепла по месяцам года 2.4 Годовые расходы тепла Годовой расход тепла потребителями района определяется по формуле: Qгод Qгод Qгод Qгод h , МВт, Qгод т (2.16) , Q год , Q год , Q год где Q год h т - годовые расходы тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, технологические нужды. Годовой расход тепла на отопление: а) для промышленных зданий Q год Q0 n 0 nд nд t ВД t Н .О . tВ t срн .о , (2.17) где Q0 – среднечасовой расход тепла промышленных предприятий Q0 (Q 0 max за отопительный период для , Вт, определяется по формуле: Q Т . В. ) tB tB t срн .о . t H .O . (2.18) где Qт.в. – внутренние тепловыделения; n0 – продолжительность отопительного периода в часах в год [8, таблица 1.3]; – nд продолжительность работы дежурного отопления (при необходимости – по расчету); tв, tвд – температура внутреннего воздуха расчетная и при работе дежурного отопления; tнср.о – средняя температура наружного воздуха за отопительный период [2, таблица 1]. б) для жилых и общественных зданий годовые расходы теплоты на отопление, кДж, определяются по формуле: Q год 86,4 * Q om О n0 (2.19) где n0 – продолжительность отопительного периода в сутках [2, таблица 1]. Годовой расход тепла на вентиляцию: a) для промышленных зданий: Q год Q max tВ tВ t срн .о n0 t н .о n Вд 1 n0 , (2.20) где nо – продолжительность отопительного периода в часах в год; nвд – длительность отопительного периода, когда вентиляция не работает, в часах в год; b) для жилых и общественных зданий годовые расходы теплоты на вентиляцию, кДж, определяются по формуле: Q год 3,6 * Q om z no , V (2.21) где z – усредненное за отопительный период число часов работы вентиляции в течение суток, при отсутствии данных принимается равным 16 часам; nо – продолжительность отопительного периода, сут. Годовой расход тепла на горячее водоснабжение , кДж, определяется по формуле: Q год h 86,4 Q hm n o 86,4 Q shm 350 n o , (2.22) где 350 – принятое число дней работы в году системы горячего водоснабжения; nо – продолжительность отопительного периода, сут. Годовой расход тепла на технологические нужды определяется на основе данных о работе технологического оборудования. 3 ТЕПЛОВЫЕ ПУНКТЫ Разработку тепловых пунктов следует производить по указаниям СНиП – 41- 102 – 2003 «Тепловые сети», гл.14. 3.1 Назначение и принципиальные схемы тепловых пунктов Тепловые пункты подразделяются на: 1. ИТП – для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических установок одного здания или его части; 2. ЦТП – то же двух зданий или более. Устройство ИТП обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те функции, которые не предусмотрены в ЦТП. Объемно-планировочные и конструктивные решения по размещению тепловых пунктов приведены в главе 14 п.п. 14.19 – 14.32. В ИТП системы отопления зданий следует присоединять к тепловым сетям: a) непосредственно, при совпадении гидравлического и температурного режимов тепловой сети и местной системы; b) через элеватор, при необходимости снижения температуры воды в системе отопления и располагаемом напоре перед элеватором, достаточном для его работы; c) через смесительные насосы, при необходимости снижения температуры воды в системе отопления и располагаемом напоре перед элеватором, недостаточном располагаемом напоре. В ИТП системы вентиляции и кондиционирования воздуха зданий присоединяются : a) непосредственно – когда не требуется изменения расчетных параметров теплоносителя; b) через смесительные насосы – при необходимости снижения температуры воды в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. В тепловых пунктах устанавливают следующие насосы: a) смесительные для систем отопления: - на перемычках между подающим и обратном трубопроводами: при располагаемом напоре перед узлом смешения, достаточном для преодоления гидравлического сопротивления систем отопления и тепловых сетей после ЦТП; - на обратном трубопроводе перед узлом смешения или на подающем трубопроводе после узла смешения: при располагаемом напоре перед узлом смешения, недостаточном для преодоления гидравлического сопротивления, указанного выше; b) подкачивающие – устанавливаются при необходимости в соответствии с пьезометрическим графиком; могут выполнять функции и смесительных насосов; c) повысительные, циркуляционные и повысительно- циркуляционные горячего водоснабжения в соответствии с требованиями СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация». Схемы присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения закрытых систем бывают: 1. этого одноступенчатые – при 0,2 соотношения, при Q h max Q o max 1 , а так же независимо от технико-экономическом обосновании для теплоснабжения от котельной мощностью 35 МВт и менее: - одноступенчатые параллельные; Рисунок 3.1 – Одноступенчатая параллельная принципиальная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения закрытых систем - одноступенчатые последовательные; Рисунок 3.2 - Одноступенчатая последовательная принципиальная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения закрытых систем Q h max 1: 2. двухступенчатые - при 0,2 Q o max - последовательная двухступенчатая схема; Рисунок 3.3 - Двухступенчатая последовательная принципиальная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения закрытых систем - смешанная двухступенчатая схема; Рисунок 3.4 - Параллельная смешанная двухступенчатая принципиальная схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения закрытых систем В нормативной литературе приведены девять схем подключения тепловых пунктов к открытым и закрытым тепловым сетям. Выбор той или иной схемы зависит от конкретных условий, а именно: 1. открытая или закрытая схема подключения к тепловым сетям; 2. необходимость установки автоматического ограничения максимального расхода воды на вводе; 3. значение величины Q h max Q o max , чтобы определиться в количестве ступеней подогрева системы горячего водоснабжения; 4. зависимая или независимая схема подключения системы отопления; 5. схема ЦТП или ИТП разрабатывается; 6. промышленный или бытовой потребитель подключается к тепловым сетям; 7. значение величины Q max Q o max . Рассмотрим подробнее каждую из предложенных схем: Схемы 1 ÷ 6 для закрытых систем теплоснабжения предусматривают автоматическое ограничение максимального расхода воды из тепловой сети на ввод и регулирование расхода теплоты на отопление (наиболее экономичные схемы, т.к. позволяют уменьшать расходы воды и диаметры труб). Схема 1: одноступенчатая система присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения с автоматическим регулированием расхода теплоты на отопление и зависимым присоединением системы отопления в ЦТП и ИТП. Максимальный расход на ввод при данной схеме: a) G max G o max G max G h max (при отсутствии баков–аккумуляторов) b) G max G o max G max G h m (при наличии баков-аккумуляторов); c) G max G o max G max (при использовании повышенного графика регулирования температур). Схема 2: двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий с зависимым присоединением системы отопления в ЦТП и ИТП ( а - схема с самостоятельным регулятором ограничения расхода сетевой воды на ввод; б – фрагмент схемы с совмещением функций регулирования расхода теплоты на отопление, горячее водоснабжение и ограничения расхода сетевой воды в одном регуляторе). Максимальный расход на ввод при данной схеме: a) при G max b) отопительно-бытовом G o max G max графике регулирования Gh m при повышенном графике регулирования G max G o max G max . Схема 3: двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения для промышленных зданий, а также общественных зданий с присоединением их к тепловым сетям через ЦТП с зависимое присоединение системы отопления в ЦТП. Q max Q o max 0,15 , 1 – водоподогреватель горячего водоснабжения; 2 –повысительноциркуляционный насос горячего водоснабжения (пунктиром – циркуляционный насос); 3 –регулирующий клапан с электроприводом; 4 – регулятор перепада давлений (прямого действия); 5 – водомер для холодной воды; 6 – регулятор подачи теплоты на отопление, горячее водоснабжение и ограничение максимального расхода сетевой воды на ввод; 7 –обратный клапан; 8 –корректирующий подмешивающий насос; 9 –теплосчетчик; 10 – датчик температуры; 11 – датчик расхода воды; 12 –сигнал ограничения максимального расхода воды из тепловой сети на ввод; 13 –датчик давления воды в трубопроводе; 16 – задвижка, нормально закрытая; 18 – сигнал включения насоса; 19 – регулятор перепада давлений ( электронный ). Максимальный расход на ввод при данной схеме: G max a) G max G o max G max G h m (есть баки-аккумуляторы); b) G max G o max G max G h max (нет баков-аккумуляторов); c) при повышенном G o max G max температурном графике регулирования . Схема 4: двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения с независимым присоединением системы отопления в ЦТП и ИТП, для жилых и общественных зданий с присоединением их через ЦТП и Q max Q o max 0,15 . 1 ÷ 19 – см. схемы 1 - 3; 20 – водоподогреватель отопления; 21 – водомер горячеводный; 22 – подпиточный насос отопления; 23 – регулятор подпитки; 24 – предохранительный клапан; 25 – циркуляционный насос отопления Максимальный расход на ввод при данной схеме: a) при отопительно-бытовом G max b) G o max G max графике регулирования Gh m ; при повышенном графике регулирования G max Схемы 5 и 6: двухступенчатые схемы G o max G max . присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в ИТП с центральным автоматическим на регулированием подачи тепла отопление и с водоструйным элеватором (схема 5 ); с зависимым присоединением системы отопления и пофасадным автоматическим регулированием расхода теплоты на отопление (схема 6 ). Схема 5 – двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в ИТП с водоструйным элеватором и автоматическим регулированием расхода теплоты на отопление (пример учета теплоты по водомерам) 1 ÷ 25 – см. схемы 1 - 4; 26 – водоструйный элеватор Схема 6 – двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения в ИТП с зависимым присоединением систем отопления и пофасадным автоматическим регулированием расхода теплоты на отопление 1 ÷ 25 – см. схемы 1 – 4 Максимальный расход тепла на ввод при данных схемах: a) при отопительно-бытовом G max c) G o max G max графике регулирования Gh m при повышенном графике регулирования G max G o max G max . Ограничение подачи теплоты для схем 2 и 4 следует выполнять путем прикрытия клапан, регулирующего подачу теплоносителя на отопление и вентиляцию. Ограничение подачи теплоты для схем 1, 3, 5, 6 следует выполнять путем прикрытия клапана, регулирующего подачу теплоносителя на водоподогреватель горячего водоснабжения. Схемы 7, 8 не предусматривают ограничение максимального расхода воды на ввод. Стабилизация расхода воды на отопление осуществляется регулятором перепада давлений. Регулирование отпуска тепла на отопление при постоянном расходе осуществляется только за счет изменения температуры в тепловых сетях. Схема 7: одноступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения с зависимым присоединением системы отопления в ЦТП и ИТП. Предусмотрена: - работа по последовательной схеме водоподогревателей для отопительного периода при Q h max Q o max подключения 0,2 , при этом вентиль «А» открыт, а вентиль «Б» закрыт; - работа по параллельной смешанной водоподогревателей ( для теплого периода года при при Qh max Qo max схеме Q h max Q o max подключения 0,2 и весь год  1 ), при этом вентиль «А» закрыт, а вентиль «Б» открыт. 1 ÷ 25 – см. схемы 1 – 4 Схема 8: двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения с зависимым присоединением системы отопления в ЦТП и ИТП. Предусмотрена : - работа по последовательной схеме подключения подогревателей для отопительного периода при Q max Q o max  0,15 , при этом вентиль «А» открыт, а вентиль «Б» закрыт; - работа по параллельной смешанной схеме подключения ( для теплого периода года при Q h max Q o max 0,15 и весь год при этом вентиль «А» закрыт, а вентиль «Б» открыт. Q h max Q o max  0,15 ), при Схемы 9А и 9Б: схемы тепловых пунктов для открытых систем теплоснабжения при зависимом (9А) и независимом (9Б) присоединением системы отопления, с ограничением максимального расхода на ввод. Максимальный расход на ввод при данных схемах присоединения: d) G max G o max G max G h max (при отсутствии баков–аккумуляторов) e) G max G o max G max G h m (при наличии баков-аккумуляторов); f) G max G o max G max (при использовании повышенного температурного графика). 1 ÷ 26 – см. схемы 1 - 5; 27 – регулятор смешения горячей воды; 28 – тепломер двухпоточный трехточечный; 29 – дроссельная диафрагма Рассмотрим три наиболее часто встречающиеся схемы: Схема 1: Системы горячего водоснабжения и отопления работают независимо друг от друга в том случаи, когда абонентский ввод потребляет расход воды меньший или равный расчетному расходу на вводе, при этом: - регулирование подачи тепла на горячее водоснабжение осуществляется регулятором РТ (п.6), который управляет клапаном (п. 3), установленным на трубопроводе греющей воды водоподогревателя по импульсу датчика от th = 60°С; - регулирование подачи тепла на отопление осуществляется от того же регулятора РТ (п. 6), который управляет клапаном (п. 3), установленным на подающем трубопроводе в системе отопления по импульсу датчика от tн и датчиков перепада температуры воды в системе отопления (п. 10). - при повышенном tH в период постоянной температуры воды в тепловых сетях регулирующий клапан системы отопления прикрывается и пропускает меньший расход сетевой воды на отопление (и вентиляцию). Регулятор перепада давлений прямого действия (п. 4) по импульсу (п. 13) включает подмешивающий корректирующий насос (п.8), что позволяет сохранить расчетный расход воды в системе отопления и исключает разрегулировку системы отопления. В случае превышения значения расчетного расхода на вводе (п. 11), замыкается контакт ограничителя максимального расхода, при этом прикрывается клапан, регулирующий подачу теплоносителя на водоподогреватель горячего водоснабжения, т.е. горячая вода будет подаваться с tг < 60°С, а система отопления работает в нормальном режиме. Схема 2: В этой схеме осуществляется двухступенчатый подогрев воды на горячее водоснабжение. Во II ступени подогрев осуществляется за счет сетевой воды, поступающей на ввод, а в I ступени греющей водой является смесь обратной воды системы отопления с греющей водой из водоподогревателя II ступени ,т.е. в ВП I ступени используется тепло обратной магистрали. Системы горячего водоснабжения и отопления работают независимо друг от друга в том случаи, когда абонентский ввод потребляет расход воды меньший или равный расчетному расходу на вводе, при этом: - регулирование подачи тепла на отопление осуществляется с помощью регулятора отопления РО (п.15), который управляет регулирующим клапаном (п. 3) по импульсу tн и датчиков перепада температуры воды в системах отопления и вентиляции (при ЦТП) или в трубопроводах системы отопления (при ИТП). С повышением температуры наружного воздуха в период постоянной температуры в тепловых сетях, клапан прикрывается, пропуская в системы отопления и вентиляции уменьшенный расход сетевой воды, при этом по импульсу 13 включается насос 8, что позволяет сохранить расчетный расход воды в системе отопления и исключает разрегулировку системы отопления. - регулирование подачи теплоты на горячее водоснабжение осуществляется с помощью регулятора РТ (п. 17), настроенного на поддержание требуемой th = 60°C, независимо от величины водоразбора. В случае превышения значения расчетного расхода воды на ввод, регулятор 14 ограничит расход воды, а регулирующий клапан, установленный на систему отопления, уменьшит расход воды в системе отопления, т.е. система отопления получит меньше требуемого количество тепла и восстановит его в момент минимального водоразбора в системе горячего водоснабжения. Схема 9А: Система отопления присоединена по зависимой схеме, через элеваторное смешение. Регулятор РО работает, так же как и в закрытых схемах с ограничением максимального расхода воды на ввод. Для регулирования подачи тепла в систему отопления в узле смешения следует устанавливать еще и насос, который будет поддерживать постоянное количество циркулирующей воды в системе отопления при повышении tн и постоянной температуре в тепловых сетях. В часы большого водоразбора из подающей линии снижается подача воды, следовательно, и тепла в системе отопления. Недополученное тепло компенсируется системой отопления в часы малых водоразборов. При такой схеме аккумуляторы аккумуляторов у абонентов не выравнивающих график устанавливаются. тепловой используются строительные конструкции здания. В качестве нагрузки абонента 3.2 Основное оборудование тепловых пунктов Состав основного оборудования тепловых пунктов зависит от вида теплоносителя: I. При теплоносителе – воде: - водоструйные элеваторы; - водоводяные подогреватели систем отопления и горячего водоснабжения; - центробежные насосы (повысительные, смесительные, корректирующие, циркуляционные, циркуляционно-повысительные); - аккумуляторы горячей воды; - приборы для регулирования и контроля параметров теплоносителя. II. При теплоносителе – паре: - паровые коллекторы; - пароводяные подогреватели отопления и горячего водоснабжения; - приборы для регулирования и контроля параметров пара (давления, температуры, расхода); - конденсатоотводчики; - конденсационные бачки; - насосы для перекачки конденсата. 3.2.1 Водоводяные подогреватели Водоводяные подогреватели делятся на кожухотрубные и пластинчатые. Кожухотрубные подогреватели состоят из цилиндрического корпуса и пучка труб внутри корпуса. По трубкам и в межтрубном пространстве движутся теплоносители с определенной водоподогреватели называются скоростными. скоростью, такие Скоростные водоводяные подогреватели бывают прямоточные и противоточные. В противоточных подогревателях греющая и нагреваемая вода движутся навстречу друг другу, в противоточных – параллельно друг другу. В тепловых пунктах систем теплоснабжения, как правило, используются противоточные подогреватели. В них достигается наибольшая средняя разность температур между греющей и нагреваемой водой, что позволяет нагреть воду до более высокой температуры. Скоростные водоподогреватели бывают односекционными и многосекционными, соединяемые между собой специальными калачами (см. рисунок 3.5). Рисунок 3.5 – Многосекционный скоростной водоподогреватель системы отопления. Трубный пучок выполняется из латунных трубок диаметром 16×1. Секции подогревателей выпускаются длиной 2 и 4 м диаметром корпуса от 57 до 325 мм. Греющая вода в подогревателях систем горячего водоснабжения проходит по межтрубному пространству, а нагреваемая - по трубкам. Это выравнивает скорости потоков, т.к. в данных водоподогревателях обычно расход сетевой воды больше, чем водопроводной. Кроме того, накипь легче удаляется с внутренней поверхности трубок, нежели Подогреватели рассчитаны на давление до 1 МПа (10 кгс/см2). с наружной. Водоподогреватели, используемые для систем отопления имеют на корпусах линзовые компенсаторы, в связи с тем, что греющая вода в них идет по трубкам, а нагреваемая - в межтрубном пространстве. Следовательно, латунные трубки имеют более высокую температуру, чем корпус и большее удлинение. Технические характеристики водоподогревателей приведены в справочниках: 1. Манюк и др. «Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей» изд. 1988 г.; 2. Справочное пособие «Водяные тепловые сети» под ред. Громова; 3. СП 41-101-95. «проектирование тепловых пунктов». Пластинчатые поверхность нагрева водоподогреватели: образуется из в этих параллельно подогревателях расположенных гофрированных пластин. По зазорам между пластинами движется греющая и нагреваемая среда. Простейший подогреватель состоит не менее чем из трех пластин, образующих два канала. В подогревателях используется противоточное движение теплоносителей. Схемы пластин и стандартных компоновок см. в СП 41-10195 «Проектирование тепловых пунктов», приложение 8. Рисунок 3.6 – Пластинчатый водонагреватель Подогреватели довольно легко могут собираться и разбираться. Это позволяет достаточно быстро и легко очищать их от накипи. Подогреватели рассчитаны для работы на давление до 1,6 МПа и температуру до 180 °С. Имеют достаточно высокие технико-экономические показатели. Процесс их изготовления менее трудоемок и более индустриален. Однако отечественные пластинчатые подогреватели, изготовляемые по ГОСТ – 15518 громоздки и менее эффективны по сравнению с конструкциями таких зарубежных фирм как Альфа-Лаваль, АРV, СВЕП и др. Использование же зарубежных пластинчатых водоподогревателей затруднено из-за того, что фирмы не раскрывают методики подбора водоподогревателей, поэтому в приложении 8 СП 41-101-95 даны только общие характеристики рекомендуемых к применению в тепловых пунктах пластинчатых водоподогревателей перечисленных фирм. Пример теплового и гидравлического расчета пластинчатых водоподогревателей см. в приложении 8 СП 41-101-95. 3.2.2 Пароводяные подогреватели Пароводяные подогреватели используются двух типов: емкостные и скоростные. Емкостные пароводяные горизонтальные подогреватели используются в системах горячего водоснабжения с периодическим разбором воды. Подогреватель состоит из стального корпуса и змеевика, расположенного внутри корпуса. Пар подается по змеевику, холодная вода поступает в нижнюю часть водоподогревателя и вытесняет нагретую воду через верхний патрубок. Рабочая емкость водопогревателя определяется объемом воды над змеевиком. Выпускаемые промышленностью емкостные подогреватели имеют вместимость от 400 до 4000 л и площадь нагрева от 0,5 до 4,7 м2. Площадь змеевика позволяет нагреть рабочий объем воды от 5 до 75 °С в течение часа при давлении пара 0,485 МПа. пар Рисунок 3.7 – Емкостный пароводяной горизонтальный подогреватель Основные технические данные емкостных водонагревателей типа 3073 ÷3078 и СТД 3068 ÷ 3071, выпускаемых нашей промышленностью, приведены в справочнике под ред. Староверова ч. 1, табл. XV.1, XV.2. Тепловой и гидравлические расчеты приведены там же. Скоростные пароводяные горизонтальные подогреватели применяются как в системах отопления, так и в системах горячего водоснабжения. В настоящее время промышленность выпускает двухходовые и четырехходовые подогреватели по отраслевым стандартам ОСТ 31-531-68, ОСТ 34-576-62, ОСТ 34-577-68 на различную поверхность нагрева. Корпус этих водоподогревателей выполнен из стальных труб диаметром 108 ÷ 1200 мм. Трубная система состоит из латунных трубок диаметром 16/14. Нагреваемая вода проходит по трубкам, греющий пар поступает в верхнюю часть межтрубного пространства, конденсат удаляется из нижней части корпуса. Подогреватели рассчитаны на рабочее давление воды 1,0 МПа, пара – 0,7 МПа, температура пара – до 300 °С. Методика теплового и гидравлического расчета приведена в СП 41-101-95, приложение 9. Рисунок 3.8 – Паровой скоростной двухходовой подогреватель При установке в системах отопления, вентиляции или горячего водоснабжения приниматься пароводяных не менее водоподогревателей двух, включаемых число их параллельно, должно резервные водоподогреватели можно не предусматривать. 3.2.3 Баки - аккумуляторы Баки аккумуляторы устанавливаются в системах горячего водоснабжения для следующих целей: a) для выравнивания потребления горячей воды при ограниченной мощности источника теплоснабжения и неравномерном потреблении горячей воды в зданиях или группе зданий; b) для повышения эффективности действия установок по противокоррозионной и противонакипной обработке холодной воды (при необходимости этой обработки); c) для ограничения и выравнивания давления в трубопроводах сетей горячего и холодного водоснабжения, так же повышения устойчивости их работы. Баки аккумуляторы подразделяются на безнапорные (открытые) и напорные (закрытые), работающие по принципу вытеснения горячей воды холодной и наоборот. Безнапорные (открытые) баки устанавливаются в верхних точках системы, например на чердаке. Они изготавливаются прямоугольной формы, не рассчитаны на избыточное давление, соединены с атмосферой. Напорные (закрытые) баки устанавливаются в тепловых пунктах или рядом на площадках. Они имеют цилиндрическую форму, работают под избыточным давлением до 0,6 МПа. Аккумуляторы оборудуются различными штуцерами: для входа; выхода; слива воды; для воздушников; предохранительного клапана и др. Оборудованы люком. Вместимость баков-аккумуляторов рекомендуется принимать исходя из условий расчета производительности водоподогревателей по среднечасовому потоку на горячее водоснабжение Ghm: Vб = 5∙Ghm,м3. Как правило, в тепловом пункте устанавливаются не менее двух аккумуляторов по 50% рабочего объема каждый. 3.2.4 Насосы При выборе насосов учитываются указания СП 41-101-95. В тепловых пунктах устанавливают следующие типы насосов: - подкачивающие насосы: при указания - - данных насосов см. п. 4.10÷4.11; при подборе данных насосов см. - п. 4.13; подпиточные насосы: указания см. - п. 4.12; корректирующие насосы: указания - подборе циркуляционные насосы: при подборе данных насосов указания - данных насосов см. п. 4.9; смесительные насосы: при указания подборе при подборе данных насосов см. - п. 4.14. Число насосов следует принимать не менее двух, одни из которых является резервным. Насосы подбираются по напору и расходу (подаче). Наиболее распространены следующие типы насосов: К, КМ, Д, НДн, НДв, СЭ, СД. 3.2.5 Вспомогательное оборудование тепловых пунктов Трубы в тепловых пунктах предусматривают стальные: a) в закрытых системах теплоснабжения – оцинкованные; b) в открытых – неоцинкованные. Арматура. Запорная арматура устанавливается: - на всасывающем и нагнетательном патрубках каждого насоса; - на подводящих и отводящих трубопроводах каждого водонагревателя; - на всех подводящих и обратных трубопроводах тепловых сетей на вводе и выводе их из тепловых пунктов. На вводе тепловых сетей в ЦТП применяется стальная запорная арматура, а на выводе из ЦТП – чугунная. Для промывки и опорожнения систем потребления теплоты на их обратных трубопроводах до запорной арматуры (по ходу теплоносителя) предусматривается установка штуцера с запорной арматурой. Кроме того, на трубопроводах следует предусматривать устройство штуцеров с запорной арматурой: - в высших точках всех трубопроводов диаметром не менее 15 мм для выпуска воздуха; - в низших точках трубопроводов диаметром не менее 25 мм для спуска воды. 3.2.6 Тепловой и гидравлический расчет горизонтальных секционных кожухотрубных водоводяных подогревателей Тепловой расчет водоподогревателей заключается в определении поверхности нагрева F, м2 , при расчетной производительности водоподогревателя, известных температурах греющей и нагреваемой воды на входе и выходе из водоподогревателя и принятой к расчету конструкции (типоразмеру). Расчет производится при температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети, соответствующей точке излома графика температур воды или при минимальной температуре воды, если отсутствует излом графика температур, т.к. при этом режиме будет минимальный перепад температур и значений коэффициента теплопередачи . Расчетные расходы воды, расчетная тепловая производительность водоподогревателя и температуры греющей и нагреваемой сред зависят от выбранной схемы теплового пункта и определяются по СП 41-101-95 приложение 2÷6. Для выбора конструкции (типоразмера) водоподогревателя задаются скоростью воды в трубках, равной Wтр = 1 м/с, и исходя из двух паточной компоновки каждой ступени определяют необходимое сечение трубок: f тр G h max 2 3600 Wтр , где Ghmax – расчетный расход нагреваемой воды проходящей по трубкам, кг/час; ρ – плотность нагреваемой воды (ρ = 1000 кг/м3); По найденному значению fтр, по таблицам 1, 4 прил.7 СП 41-101-95 выбирают ближайший типоразмер водоподогревателя. Далее для данного подогревателя будем вести расчет. Поверхность нагрева водоподогревателя горячего водоснабжения определяется по формуле F Q sph , K t ср где Qhsp – расчетная производительность водоподогревателя, определенная по СП 41-101-95, приложение 5; Δtср – средняя логарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, для скоростных водоподогревателей определяется по формуле: tб tм , tб 2,3 lg tм t ср где Δtб, Δtм – соответственно большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой средой на входе и на выходе из водоподогревателя, °С; К – коэффициент теплопередачи, определяем по формуле: К 1 , 1 1 ст ст 2 где Ψ – коэффициент эффективности теплообмена: а) для гладкотрубных водоподогревателей с опорами в виде полок Ψ = 0,95; б) для гладкотрубных с блоком опорных перегородок Ψ = 1,2; в) для профилированных и с блоком опорных перегородок Ψ = 1,65; β – коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности труб в зависимости от химических свойств воды; принимается β = 0,8÷0,95 (см. справочник под ред. Манюка, табл. 2.16, с. 51); λст - теплопроводность материала стенки трубки, Вт/(м2∙°С), принимаемая для стали 58 Вт/(м2∙°С); для латуни – 104,4 Вт/(м2∙°С); α1 – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2∙°С), от греющей воды к стенке трубки; определяется по формуле: 1 где t гр ср t грвх t грвых 2 ; 1,16 1210 18t гр ср гр ср 0,038( t ) 2 Wм2тр d 0экв, 2 , dэкв – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м, для выбранного типоразмера водоподогревателя принимается по таблицам 1, 4 прил.7 СП 41-101-95; Wм тр – скорость греющей воды в межтрубном пространстве, м/с: Wм тр G dh 2 3600 f м тр , где Gdh – расход греющей воды, кг/час; fм тр – площадь сечения межтрубного пространства, м2, принимается по таблицам 1, 4 прил.7 СП 41-101-95; ρ – плотность греющей воды, кг/м3; α2 – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2∙°С), от стенки трубок к нагреваемой воде; определяется по формуле: 2 где t нср t нвх t нвых 2 1,16 1210 18t н ср н ср 0,038( t ) 2 W тр0,8 d 0вн, 2 , ; dвн – внутренний диаметр трубки, м; W тр – скорость нагреваемой воды в трубках, м/с: W тр G h max 2 3600 f тр , где fтр – площадь сечения трубок, м2, принимается по таблицам 1, 4 прил.7 СП 41-101-95; ρ – плотность нагреваемой воды, кг/м3. Число секций водоподогревателя в одном потоке, исходя из двухпоточной компоновки, определяется по формуле: N F , 2f сек где fсек – поверхность нагрева одной секции, м2, принимается по таблицам 1, 4 прил.7 СП 41-101-95. Если величина N имеет дробную часть, составляющую более 0,2, то число секций следует округлять в большую сторону. Гидравлический расчет водоподогревателя заключается в определении потерь давления по тракту греющей воды (в межтрубном пространстве) и нагреваемой воды, проходящей по трубкам. Потери давления ΔР, кПа, в водоподогревателе следует определять по формулам: для нагреваемой воды, проходящей в гладких трубках: - a) при длине секции 4 м: 2 Рн 7,5 qh N; f тр b) при длине секции 2 Рн 5 qh f тр N. где qh - максимальный расчетный секундный расход воды на горячее водоснабжение, л/с; φ – коэффициент, учитывающий накипеобразование, принимается φ=2÷3. для нагреваемой воды, проходящей в профилированных трубках, - ΔРн определяется по тем же формулам, но с повышающим коэффициентом 3. для греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве: - Р гр В Wм2 тр N , где В – коэффициент, приведен в таблице 3 приложения 7 СП 41-101-95. 4. ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ Система предназначенная горячего для водоснабжения обеспечения (ГВС) потребителей технологических, санитарных и гигиенических целей. – это горячей система, водой для 4.1 Классификация системы горячего водоснабжения Горячее водоснабжение является одним из видов теплового потребления. Классификация систем горячего водоснабжения проводится по ряду признаков: I. В зависимости от режима и объема потребления горячей воды различают: 1. Децентрализованные (местные) системы горячего водоснабжения, в том числе поквартирные. Данные системы следует предусматривать только для зданий и сооружений при отсутствии централизованного теплоснабжения и когда сооружение тепловых сетей к этим объектам экономически нецелесообразно. В децентрализованных системах горячего водоснабжения применяются различные источники тепла: газовые водонагреватели, электронагреватели, водонагреватели на твердом топливе (колонки), пароводяные и водоводяные индивидуальные водонагреватели. Выбор вида источника зависит от технико-экономического расчета. 2. Централизованные системы, т.е. получением тепла от тепловых сетей теплофикационных систем или систем районного теплоснабжения. Схему присоединения данных систем к тепловым сетям выбирают в зависимости от конкретных условий: a) вида теплоносителя (вода или пар); b) типа системы теплоснабжения (открытая или закрытая; двух –, трех – или четырехтрубная); c) необходимости установки у абонентов баков-аккумуляторов горячей воды (верхних или нижних); d) соотношения водоснабжение и расчетных отопление специальных баков-аккумуляторов. II. По наличию циркуляции Q гmax .в . max Qo расходов при тепла отсутствии на горячее у абонентов 1. Бесциркуляционные системы состоят из одного подающего трубопровода, по которому горячая вода поступает к водоразборным кранам. Это наиболее простые и дешевые системы. Существенный недостаток этих систем остывание - воды в трубопроводах в момент отсутствия водоразбора, а, следовательно, большой слив воды в канализацию до появления воды с нужной температурой в водоразборном кране. Учитывая этот недостаток, бесциркуляционные системы предусматриваются только для зданий с длительными непрерывными разборами горячей воды (бани, прачечные, технологические системы). 2. Циркуляционные системы предусматривают там, где требуется непрерывное обеспечение потребителей горячей водой (жилые дома, больницы и др.). Такие системы имеют подающий и обратный (циркуляционный) трубопроводы. При отсутствии водоразбора вода не останавливается, а движется по контуру через подогреватели и, следовательно, не остывает. Различают два вида циркуляции: - непрерывная циркуляция в течение всего периода снабжения потребителей водой (24 часа), применяемая в системах горячего водоснабжения поликлиник, больниц, амбулаторий и др.; - кратковременная циркуляция периодического действия, включаемая за полчаса или час до начала водоразбора, применяемая в душевых на промышленных предприятиях и служащая для замены остывшей воды горячей. Циркуляция может осуществляться за счет естественного давления, возникающего вследствие разности плотностей горячей и остывшей воды в трубах или с помощью насоса – насосная циркуляция. Естественная циркуляция может применяться в системах протяженностью не более 50 м при верхней разводке подающего трубопровода и 35 м при нижней разводке, в случае расположения генератора тепла ниже наиболее низкорасположенных точек водоразбора, а также в многоэтажных и малопротяженных системах. III. По наличию баков - аккумуляторов 1. Системы с баками – аккумуляторами позволяют уменьшить расчетный расход тепла на приготовление бытовой горячей воды от максимального до среднечасового. Это удешевляет источник тепла и тепловой сети, а в закрытых системах так же снижается поверхность нагрева водоподогревателей. Однако аккумуляторы требуют дополнительных затрат на их изготовление, целесообразности их установку применения и обслуживание, решается в поэтому результате вопрос технико- экономических расчетов. 2. Системы без баков –аккумуляторов. IV. По расположению подающей магистрали внутри дома. 1. Системы с нижней разводкой – более предпочтительнее, т.к. более удобны в эксплуатации. 2. Системы с верхней разводкой наиболее часто применяются при установке открытых баков-аккумуляторов и при наличии в здании технического этажа или чердака, где они устанавливаются. Рассмотрим схемы централизованных систем горячего водоснабжения наиболее часто применяемых в настоящее время: 1. Схема закрытой системы горячего водоснабжения с верхней разводкой, открытым баком – аккумулятором и без циркуляции воды: Рисунок 4.1– Схема закрытой системы горячего водоснабжения с верхней разводкой 1 – водомер; 2 – водоводяной подогреватель; 3 – бак – аккумулятор, установленный в верхней точке системы; РТ – регулятор температуры. Схемы, показанные на рисунке 4.1, применяют в банно-прачечных хозяйствах и подобным им предприятиям с постоянным и большим водоразбором. 2. Схема закрытой системы горячего водоснабжения в верхней разводкой, с циркуляцией и повысительно-циркуляционным насосом: Рисунок 4.2– Схема закрытой системы горячего водоснабжения в верхней разводкой, с циркуляцией и повысительно-циркуляционным насосом 1 – водомер; 2 – водоподогреватель; 3 – открытый бак – аккумулятор; МК – мембранный клапан – регулятор уровня; Н – циркуляционно повысительный насос; РТ – регулятор температуры. Схема, показанная на рисунке 4.2, может использоваться для зданий различного назначения при неравномерном потреблении горячей воды в течение суток. Если давление в водопроводе всегда достаточно для работы системы горячего водоснабжения, то вместо циркуляционно-повысительного насоса устанавливается циркуляционный насос. В зданиях малой протяженности и имеющих значительную высоту может быть использована естественная циркуляция. Открытые баки – аккумуляторы не только выравнивают потребление горячей воды в течение суток, но и действуют как установки по противокоррозионной обработке горячей воды, т.к. растворенные в воде кислород и углекислота естественным путем удаляются из воды в атмосферу. 3. Схема закрытой системы горячего водоснабжения с нижней разводкой и насосной циркуляцией: Рисунок 4.3 – Схема закрытой системы горячего водоснабжения с нижней разводкой и насосной циркуляцией Схема, изображенная на рисунке 4.3 широко применяется в зданиях различного назначения. Она экономичная при равномерном потреблении горячей воды. В системе осуществляется практически постоянная циркуляция (кроме часов максимального водоразбора), а, следовательно, и постоянный подогрев воды. Эти обстоятельства являются необходимым условием применения полотенцесушителей, размещаемых в ванных комнатах и душевых помещениях. Присоединяются полотенцесушители к подающим или циркуляционным стоякам (будет рассмотрено ниже). В тех случаях, когда системы не имеют циркуляционных трубопроводов, нормами допускается присоединение полотенцесушителей к системе отопления с устройством отдельной ветви и обеспечение круглогодичной циркуляции воды в этой ветви. 4. Схема горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловой сети, с открытым баком – аккумулятором, без циркуляции и с верхней разводкой. Рисунок 4.4 – Схема с непосредственным водоразбором из тепловой сети, с открытым баком-аккумулятором, без циркуляции и с верхней разводкой РР – регулятор расхода системы отопления; РТ – регулятор температуры системы горячего водоснабжения; МК – мембранный клапан; ОК – обратный клапан. 4.2 Выбор схемы разводки трубопроводов Схема разводки трубопроводов горячего водоснабжения по зданию выбирается с учетом планировочных решений зданий, их этажности и местных условий строительства. По разводке магистралей системы делятся на тупиковые и кольцевые. Системы с тупиковой разводкой условно подразделяются на однотрубные, имеющие одну распределительную подающую магистраль, и двухтрубные, имеющие подающую и обратную (циркуляционную) магистраль. Наибольшее распространение имеет тупиковая разводка, как наиболее дешевая и наименее металлоемкая. Рисунок 4.5 – Схема тупиковой разводки Кольцевая система применяется только при соответствующем технико-экономическом обосновании, и в зданиях, где невозможны перебои горячей воды. Рисунок 4.6 – Схема кольцевой разводки Подающий стояк с ответвлениями (подводками) к водоразборным приборам в сочетании с циркуляционным стояком, включая полотенцесушители и подводки в квартиры, образуют водоразборный узел. Устройство водоразборных узлов изменялось и меняется в связи с появлением новых конструктивных решений самих зданий. Рисунок 4.7 – Схемы водоразборных узлов а) – схема без полотенцесушителей; б) – «классическая» схема; в) – схема с парнозакольцованными стояками; д – схема с закольцованными подающими стояками и разгруженным циркуляционным стояком Схема «а» рисунка 4.7 - схема без полотенцесушителей, применяется там, где установка полотенцесушителей не обязательна; Схема «б» рисунка 4.7 - «классическая» схема – широко применяется в зданиях различного назначения; Схема «в» рисунка 4.7 - схема с парнозакольцованными стояками, в которой водоразборные приборы и полотенцесушители присоединяются и к подающему и к циркуляционному стоякам. Схема не получила широкого применения из-за плохого прогрева полотенцесушителей и пониженной температуры воды у водоразборных приборов циркуляционного стояка. Схема «г» рисунка 4.7 - схема с закольцованными подающими стояками и разгруженным циркуляционным стояком. Она рекомендуется для зданий высотой свыше 4 этажей. Число стояков, подключенных к циркуляционному стояку, принимается от трех до семи штук. Схема «д» рисунка 4.7 - схема с секционными подающими стояками и разгруженным циркуляционным стояком. Применяется в зданиях повышенной этажности и большой протяженности. 4.3 Санитарные приборы, трубы и арматура в системах горячего водоснабжения Санитарные приборы: умывальники, мойки, раковины, моечные ванны и др. Так же к санитарным приборам относят полотенцесушители – это специальные регистры из оцинкованных труб диаметром 32, 38 мм, служащие для сушки полотенец и частично для обогрева ванных комнат. Трубы. Системы горячего водоснабжения монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб, а при диаметре более 150 мм – из стальных электросварных труб. Прокладка трубопроводов предусматривается с уклоном не менее 0,002. Выпуск воздуха осуществляется из верхних точек систем через воздухосборники и воздуховыпускные вентили, а в системах с нижней разводкой – через водоразборную арматуру. Трубопроводы как подающие, так и циркуляционные, включая и стояки, кроме подводок к водоразборным кранам, должны теплоизолироваться. Тепловая изоляция не предусматривается для труб, прокладываемых по отапливаемым помещениям. Толщина теплоизоляционного слоя конструкции должна быть не менее 10 мм, а теплопроводность теплоизоляционного материала не менее 0,05 Вт/м ºС. Водоразборная арматура. В качестве водоразборной арматуры в настоящее время используются: краны, смесители для умывальников, ванн и душевых, изготавливаемые поверхностью. Для из удобства цветных пользования металлов с хромированной водоразборная арматура устанавливается над раковинами и умывальниками на расстоянии 0,2 ÷ 0,25 м над бортом, банные краны – 0,8 м; душевые сети – 2,1 м от пола; смесители ванных - 1 м от пола, а смесители душевых кабин – 1,2 м от пола. Запорная арматура устанавливается: 1. На ответвлениях трубопроводов к секционным узлам водоразборных стояков и к отдельным зданиям и сооружениям; 2. На ответвлениях трубопровода в каждую квартиру или помещение, в котором установлены водоразборные приборы; 3. У оснований подающих и циркуляционных стояков в зданиях и сооружениях (3 этажа и более). В качестве запорной арматуры применяется промышленная трубопроводная арматура общего назначения: вентили, задвижки, клапаны. Арматура диаметром до 50 мм должна применяться бронзовая, латунная или из термостойких пластмасс, как правило, муфтовая. При диаметре более 50 мм – из ковкого и серого чугуна, фланцевая. Уплотнительные прокладки и сальниковые уплотнители для арматуры должны предусматриваться из термостойких материалов, разрешенных к применению органами санэпидемслужбы. Обратные клапаны следует устанавливать: 1. На участках трубопроводов, подающих воду к групповым смесителям; 2. На циркуляционном трубопроводе перед присоединением его к водонагревателям; 3. На ответвлениях от обратного трубопровода тепловой сети к терморегулятору и на циркуляционном трубопроводе перед присоединением его к обратного трубопроводу тепловой сети в открытых системах с непосредственным водоразбором из тепловых сетей; 4. На нагнетательной стороне насосов. Соединение оцинкованных труб предусматривается на резьбовых фасонных частях (муфты, угольники, тройники, крестовины), на сварке или фланцах (при установке фланцевой арматуры). 4.4 Качество горячей воды Горячая вода, подаваемая потребителям, должна соответствовать ГОСТ 2874-82* «Питьевая вода». Вода должна быть бесцветной, без привкуса и запаха. Цветность воды не должна превышать 20 град, мутность – не более 1,5 мг/л, общая жесткость не более 7 мг экз/л, водородный показатель рН в пределах 6,5÷8,5. Вопрос о необходимости противонакипной и противокоррозионной обработки воды, подаваемой в системы горячего водоснабжения, решается только в закрытых системах, т.к. в открытых системах вода поступает из тепловых сетей уже прошедшая необходимую обработку в источнике теплоты. Необходимость в обработке решается в зависимости от конкретных показателей ее качества в водопроводных сетях. Температуру горячей воды в местах водоразбора следует предусматривать: a) для закрытых систем 50 < tг <75°С; b) для открытых систем 60 < tг <75°С; c) в помещениях детских дошкольных учреждений tг <37°С. Вода на выходе из водоподогревателей горячего водоснабжения: t гmin 50 10 60 о С , где 10°С - на остывание воды. Температура холодной воды принимается равной: - для холодного периода tс = 5°C; - для теплого периода tsс = 15°C. 4.5 Определение расчетных расходов воды и теплоты на горячее водоснабжение Определение расчетных расходов воды и теплоты на горячее водоснабжение следует производить [3, гл. 3]. I. Секундный расход воды qhо, л/с, у водоразборных приборов (одним прибором) следует определять по [3, п.3.2 (примеч.)]. II. Максимальный секундный расход воды, л/с, на расчетном участке сети определяется по формуле: qh 5 q oh , где α – коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа приборов на расчетном участке N и вероятности их действия Рh, по [3, прилож.4, табл. 1 и табл. 2]. Вероятность действия сантехнических приборов Рh на участках определяется по формуле: a) при одинаковых потребителях воды в здании или сооружении без учета изменения соотношения U/N (U – число водопотребителей, чел.): P q hhr ,u U , q 0h N 3600 h где q hhr ,u - норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления, определять по указаниям [3, прилож.3]. b) при отличающихся группах водопотребителей в зданиях и сооружениях различного назначения: i N i Pi P h i 1 . i Ni 1 III. формуле: Максимальный часовой расход воды, м3/час, определяют по q hhr 0,005 q 0h,hr hr , где q 0h,hr - часовой расход воды сантехническим прибором, л/ч, определять по [3, п.3.6]; αhr – коэффициент, определяемый по [3, прилож.4, табл. 1 и табл. 2] в зависимости от общего количества приборов, обслуживаемых проектируемой системой и вероятности их использования Phr: Phr IV. 3600 P h q 0h . q 0h,hr Средний часовой расход горячей воды qhт, м3/час, за период (сутки, смена) максимального водопотребления Т, час, определяется по формуле: i q hu ,i U i q Th где q hu ,i - 1 1000T , норма расхода горячей воды, л, в сутки максимального водопотребления, определять по указаниям [3, прилож.3]; Ui – количество потребителей горячей воды; Т – период максимального водопотребления, Т = 24 часа. V. Тепловые потоки, кВт, на нужды горячего водоснабжения следует определять по формулам: - среднечасовой Q Th - 1,16 q Th (55 t c ) Q hT ; максимально часовой Q hhr 1,16 q hhr (55 t c ) Q hT , где QhT - тепловые потери трубопроводами горячей воды. Вышеприведенные формулы можно переписать в виде: Q Th Q hhr 1,16 q Th (55 t c ) (1 к t ) ; 1,16 (q hhr q Th k t ) (55 t c ) , где kt – коэффициент, учитывающий потерю теплоты трубами; VI. Коэффициент суточной неравномерности: kc q Th , q Th m где qhTm – средний часовой расход горячей воды в средние сутки: i q hu ,m U i q Th 1 1000T где q hu ,m - норма расхода горячей воды в средние сутки, л, определять по указаниям приложения 3. Для жилых районов при отсутствии данных kс = 1,2; для промышленных объектов kс = 1. VII. Коэффициент часовой неравномерности: kc q hhr . q Th m При отсутствии данных для жилых районов и населенных пунктов kr = 1,7÷2,0; для промышленных объектов kr = 1. 4.6 Гидравлические режимы и гидравлический циркуляционных систем горячего водоснабжения расчет В циркуляционных системах горячего водоснабжения различают три разновидности гидравлического режима системы: Режим максимального водоразбора, при котором нет циркуляции 1. воды по замкнутому контуру, т.е. нет возврата воды к нагревательной установке. Смешанный режим: когда циркуляция воды в системе сочетается 2. с некоторой величиной водоразбора. Режим 3. чистой циркуляции: когда водоразбор в системе полностью отсутствует и движение воды происходит только под действием циркуляционного насоса. При максимальном водоразборе в системе может наблюдаться опрокидывание циркуляции, т.е. поступление холодной воды из водопровода к водоразборным приборам через циркуляционный трубопровод, минуя подогреватель. Чтобы этого не случилось на циркуляционном трубопроводе перед присоединением его к подогревателю или аккумулятору устанавливают обратный клапан. При гидравлическом расчете циркуляционных систем горячего водоснабжения ставятся задачи: 1. Расчет подающих трубопроводов горячей воды. 2. Расчет циркуляционных трубопроводов. По исходным данным о типе, числе и расположении в здании (или зданиях) водоразборных приборов и на основании принятых решений по проектируемой системе горячего водоснабжения составляется расчетная схема системы. На схеме приводится нумерация участков, указывается их длина и расчетный расход воды. Рисунок 4.8 - Пример построения расчетной схемы внешней сети горячего водоснабжения Точка «0» - ставится на вводе водопровода в ЦТП перед водомером; точка «1» - на выходе нагреваемой воды из ВПII Длина участка, l, м 1 2 3 α Максимальный секундный расход воды на участке, л/с, qho kcir Расчетный расход воды на участке, л/с, qh.cir Диаметр трубы, мм, d 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Потери напора на участке, м, ΔHh = ih∙(1+kl)∙l∙10-3 kl Скорость горячей воды на участке, м/с, Vh Удельные потери напора на трение, мм/м, ih P∙N 4 Вероятность действия приборов, Р - Количество потребителей , U - Расход воды одним прибором, л/с, qh0 Количество водоразборных приборов на участке, N Номер участка Рисунок 10.9 – Пример построения расчетной схемы внутридомовой сети горячего водоснабжения 4.6.1 Гидравлический расчет подающих трубопроводов Цель расчета: определить диаметры подающих трубопроводов и потери давления в них; определить необходимое давление в водопроводе в точке присоединения системы горячего водоснабжения. Гидравлический расчет этих трубопроводов рекомендуется выполнять в табличной форме: 16 Расчет сначала выполняется для наиболее длинной ветви системы, т.е. до наиболее удаленного высокорасположенного прибора (главная ветвь). Далее рассчитываются ответвления, исходя из давления в точке их присоединения к магистрали. Пояснения к таблице: № столбика 1. Пояснения к заполнению Нумерация нумеруются принимается по расчетной схеме, стояки СтГ1, СтГ2 и т.д. Для примера на рис.5.9 получаем следующие блоки номеров: а) участки 0-1 ÷ 6-7; б) СтГ1+(8-9)+(9-10); в) СтГ2+(11-12)+(12-13); г) СтГ3+(1415)+(15-16). 2. Длина участков принимается по схеме. При последовательном расположении полотенцесушителей на подающем стояке в общую длину стояка входят полотенцесушители и ответвления к ним. За расчетную длину стояка принимают 40% от общей его длины (считается, что весь водоразбор сосредоточен в одной точке, отстоящей от начала движения воды по стояку на 40% длины). 3. При числе приборов 2 и больше qh0 применяют по [3, п.3.2 (примеч.)], qh0 = 0,2 л/с. При числе приборов 1 - по [3, прил.2]: для умывальников со смесителем qh0 = 0,09 л/с; для ванн со смесителем qh0 = 0,18 л/с. 4. Количество водоразборных приборов на участке принимаем исходя из схемы и планов квартир. 5. Количество потребителей на участке принимаем исходя из схемы и планов квартир. 6. – 9. Методика заполнения данных столбиков приведена в п.5.5 данного конспекта лекций 10. kcir – коэффициент, принимаемый для водоподогревателей и начальных участков системы до первого водоразборного стояка по [3, прил.5], для остальных участков сети – kcir = 0. Величина kcir зависит от соотношения qh , q cir где qcir – циркуляционный расход воды на участке трубопровода, л/с, зависит от тепловых потерь подающими трубопроводами. В начале расчета нам неизвестны диаметры, следовательно, нельзя определить и теплопотери. Поэтому расчет сначала рекомендуется выполнять по максимальным секундным расходам воды, т.е. kcir = 0, а затем для участков, где kcir ≠0 производится корректировка расчета, т.е. уточняются потери давления на этих участках, а возможно и диаметры. 11. Расчетные расходы воды на участках трубопровода, л/с. определяются в соответствии с [3, п.8.1 (формула 14)]: q h ,cir Для q h (1 k cir ) , т.е. при первоначальном расчете q h ,cir стояков q h ,cir берется с коэффициентом qh . 0,7, уменьшающим сопротивление стояков и учитывающим перетекание воды в период максимального водоразбора через перемычку из соседних стояков, т.е. q h ,cir 12. 0,7q h . Диаметры выбираются по расчетным расходам воды на участке и допустимой скорости движения воды, которую принимают для разводящих трубопроводов и стояков не более 1,5 м/с, а подводок - не более 2,5 м/с. (СНиП 2.0.40185* говорит не более 3,0 м/с, но при такой скорости получаются очень большие потери, что не всегда оправданно экономически). Стояки желательно принимать одного диаметра (в целях упрощения монтажных работ). При решении диаметров подводок к водоразборным приборам надо учитывать, что диаметры водоразборной арматуры составляют 15 мм. 13. – 14. Расчет данных колонок выполняется с помощью таблиц и номограмм для расчета систем горячего водоснабжения. Таблицы, составленные для расчета систем горячего водоснабжения, учитывают зарастание труб накипью в процессе эксплуатации. По ним рекомендуется рассчитывать трубопроводы закрытых систем, в которых вода не проходит химическую очистку. Гидравлический расчет открытых систем ведется без учета зарастания труб по таблицам и номограммам для расчета водопроводных сетей. Таблицы приведены в [5, прил.1]. По этим же таблицам можно рассчитывать и трубопроводы закрытых систем, но при этом удельные потери давления iтабл. и скорости Vтабл. следует увеличивать на соответствующие коэффициенты: Vh ih V табл . k v ; i табл . k i , где kv, ki – корректирующие коэффициенты для скорости воды и удельных потерь напора, принимаются по [5, табл.10.3]. 15. kl – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях. Принимается по [3, п.8.3]. 16. Потери давления на участке определяют по формуле: Р ih l 1 kl , Па, Н i h l 1 k l 10 3 , м. Далее подбиваются суммы потерь давления по участкам (0-1)÷(6-7) и суммы по каждому стояку: Ст1 +(8-9)+(9-10); Ст2 +(11-12)+(12-13); Ст3+(1415)+(15-16). Невязка потери давления по ответвлениям не должна превышать 15%. Увязка осуществляется путем изменения диаметр трубопроводов. После определения диаметров и потерь давления в подающих трубопроводах можно решать и вторую цель гидравлического расчета, а именно, определять требуемое давление, необходимое для нормальной работы системы горячего водоснабжения: 1. Для закрытых систем Определяют требуемое давление в водопроводе, сравнивают его с гарантированным напором в водопроводной сети данной системы. Если гарантированный напор недостаточен, то подбирается повысительный или повысительно-циркуляционный насос. Требуемое давление в водопроводе, м, определяют по формуле: Н тр Нсист Н ВП Н вод Нг Нсв , где ΔНсист – потери давления во внутренней и наружной сети (по главному кольцу), м; ΔНвп – потери давления в ВП I и ВП II; ΔНвод – потери давления в водомерном узле, включая водосчетчик. Выбор счетчика и определение потерь давления в нем производится по следующей последовательности: a) диаметр условного прохода счетчика воды выбирают по среднечасовому расходу воды в средние сутки qhTm (определили в лекциях п. 5.5. VI), который не должен превышать эксплутационный расход, принимаемы по по [3, табл.4*]; b) счетчики диаметром до 50 мм принимаются крыльчатыими, а свыше 50 мм - турбинными. c) определяем потери давления в счетчике: h вод 2 S qh , где S - гидравлическое сопротивление счетчика, принимаемое по таблице 4* СНиП 2.04.01-85*; qh – по участку на выходе из ЦТП. d) проверка: для крыльчатых счетчиков hвод должен быть <5,0 м; для турбинный – hвод < 2,5 м. Если необходимое условие не выполняется, то необходимо увеличить диаметр счетчика и пересчитать hвод. ΔНг – геометрическая высота подъема воды, т.е высота расположения оси водоразборного прибора над осью водопроводной трубы в узле ввода тепловой сети: Нг Н эт N эт 1 0,3 , где Нэт, Nэт – высота этажа и количество этажей. ΔНсв – необходимый напор на свободный излив у водоразборного прибора, принимается по [3, прилож.2]. 2. Для открытых систем Эти системы находятся под напором тепловых сетей. Напор в подающей и обратной магистрали разный и он все время изменяется в зависимости от величины водоразбора. Поэтому диаметры подающих трубопроводов этих систем следует определять, ориентируясь на напор в обратной магистрали при максимальном водоразборе, т.е в это время напор в обратной магистрали наименьший. Требуемый напор определяется по формуле: Н тр Нсг Нсм Н вод Н сист Нсв , где ΔНвод, ΔНсист, ΔНсв – то же , что и в закрытых системах; ΔНг – геометрическая высота подъема воды, т.е высота расположения верхнего прибора над осью обратной трубы узла ввода в точке отбора воды, м. 3. Системы с верхними баками –аккумуляторами В данных системах необходимо использовать давление, создаваемое столбом воды от нижнего уровня воды в баке-аккумуляторе (низ бака) до оси прибора, за вычетом свободного напора перед прибором. Требуемый напор определяется: a) закрытые системы – та же формула, что и в пункте 1, но вместо ΔНсист в формулу подставляют потери напора в трубопроводах от подогревательной установки до бака. b) открытые системы – та же формула, что и в пункте 2, но вместо ΔНсист в формулу подставляют потери напора в трубопроводах от смесителя до бака. 4.6.2 Расчет циркуляции трубопроводов Расчет циркуляции трубопроводов выполняется после определения диаметров подающих трубопроводов. Расчет выполняется в режиме «чистой» циркуляции, т.е. при полном отсутствии водоразбора. Цель расчета: 1. Определить диаметры циркуляционных трубопроводов. 2. Определить потери давления в циркуляционном кольце, состоящим из подающих и собственно циркуляционных трубопроводов, при прохождении по ним расчетных циркуляционных расходов воды. Циркуляционный расход горячей воды в системе qcir, л/с, определяется по [4, формула 15]: q cir Q ht , 4,2 t где Qht – теплопотери подающими трубопроводами горячего водоснабжения, кВт; Δt – разность температур в подающих трубопроводах системы от водоподогревателя до наиболее удаленной воздухоразборной точки, °С; β – коэффициент разрегулировки циркуляции. Циркуляционные расходы определяются прежде всего для одного, наиболее удаленного от насоса водоразборного циркуляционного узла (дома). Циркуляционные расходы через все прочие водоразборные узлы будут больше, чем через наиболее удаленный узел. Это происходит из-за того, что диаметры труб всех узлов, как правило, одинаковы, а разность давлений ΔРузла в точках присоединения узлов тем больше, чем ближе расположены эти точки к циркуляционному насосу. Таким образом, для системы, приведенной на рис.5.8 q где Q htузла cir узлаII 4,2 t , и t принимают по [4, п.8.2] в зависимости от схемы горячего водоснабжения; Q htузлаII теплопотери - подающих трубопроводов узле II, включая кольцующую перемычку, кВт (диаметр кольцующей перемычки принимается не менее наибольшего диаметра стояка). Q htузлаII Длина участка, l, м 1 2 3 4 Общие потери теплоты на участке, Вт Диаметр трубы, d, мм Место и способ прокладки трубопроводов Потери теплоты трубами на 1 п.м., Вт Номер участка рекомендуется определять в табличной форме. 5 6 Пояснения к таблице: № столбика 1. Пояснения к заполнению Нумерация принимается по расчетной схеме. Для примера на рис.5.9: 4-5; 5-6; 6-7; Ст1+(7-а)+(а/-7/); Ст2+(6-в)+(в/-6/); Ст3+(5-с)+(с/-5/); 5/-6/; 6/-7/. 2. Диаметры принимают по расчету подающих трубопроводов (Ст1, 7-а, а/-7/ - одного диаметра и т.д.). 3. Длины принимаем по аксонометрической схеме. 4. Место и способы прокладки трубопроводов для примера, изображенного на рис.5.9: - участки 4-5; 5-6; 6-7: распределительные трубопроводы (изолированные), проложенные в подвале; - Ст1, Ст2, Ст3: водоразводящий неизолированный стояк; - участки 7-а; 6-в; 5-с: распределительные трубопроводы (изолированные), проложенные в подвале; - участки а/-7/; в/-6/; с/-5/: кольцующие перемычки, проложенные на холодном чердаке; - участки 5/-6/; 6/-7/: кольцующие перемычки, проложенные на холодном чердаке. 5. Значения принимаются по [5, табл.10.4]. 6. Колонка 3 умножается на колонку 5. Для примера, изображенного на рис.5.9, подбиваются суммы (Ст1 + (7а) + (а/-7/)), (Ст2 + (6-в) + (в/-6/)) и (Ст3 + (5-с) + (с/-5/)). Циркуляционные расходы по отдельным участкам водоразборного узла распределяются пропорционально теплопотерям соответствующим циркуляционным полукольцам. трубопроводов, q cirузлаII q cir Ст 3 q cir ; 4 5 q cir 4 5 q 5cir 6 q cir 4 5 q cir Ст 2 q 5cir 6 cir 6 7 cir Ст1 q q Q Ст3 Q5 Q узлаII Q4 /* / 6 ; 5 q cir ; Ст 3 Q Ст 2 Q узлаII q cir 5 6 Определение Q4 q cir Ст 2 5 Q5 Q6 6 / 7/ Q5 / Q Ст3 6/ ; . потерь давления в циркуляционном кольце при прохождении по ним расчетных циркуляционных расходов воды, проводят в Номер участка Длина участка, l, м Расчетный расход воды, qcir,, л/с Диаметр участка, dу, мм Скорость, Vh, м/с Удельные потери напора на трение, ih, мм/м kl Потери напора на участке, ΔНh, м табличной форме: 1 2 3 4 5 6 7 8 Пояснения к таблице: № столбика 1. Пояснения к заполнению Для примера на рис.5.9: 4-5; Ст3; 5/-6/; 6/-7/; 7/-7//; 7//-4/; 3-4; 3/4/; 2-3; 2/-3/; 1-2; 1/-2/. 2. Длина участков принимается по схеме. В длину Ст3 входит длина Ст3 + (5-с) +(с/-5/). 3. Для примера изображенного на рис.5.8 и 5.9: q cir 4 5 q 5cir 6 / q cir 7 7 / q cir 7 // q cir ; q cir Ст 3 6 7 / / q cir Ст1 // q cir ; Ст 2 q cir Ст 3 q cirузлаII ; q cir ; 7 7 4/ / // q 3cir 4 q cirузлаI q cirузлаII q cir 2 3 q cir 2 3 q1cir2 q cir Ст 3 / q cir Ст 2 q 3cir 4 / (см. ранее); q cirузлаII ; q cir Ст 3 / / / q1cir 2 / / q cirузлаII ; / / Н узлаII Н4 5 Н узлаII q cirузлаI q cir 2 3 / 5/ ; q 3cir 4 ; q cirузлаIII ; - можно принять, что q cirузлаIII 4. Н4 q cir узлаII . Диаметры известных участков принимать из предыдущих расчетов. Диаметр участка (3/-4/) принять на 1 ÷ 2 порядка ниже диаметра участка (3-4), ориентируясь на скорость. Аналогично следует принимать диаметры участков (2/-3/) и (1/-2/). 5. – 8. Заполняются аналогично колонкам 13 ÷16 при расчете подающих трубопроводов. При гидравлическом расчете циркуляционных колец необходима проверка следующих условий: 1. В закрытых системах потери давления в секционных узлах при расчетном циркуляционном расходе следует принимать 3 ÷ 6 м, в открытых системах – менее 2 м. 2. Потери напора в подающих и циркуляционных трубопроводах на участках от наиболее удаленного узла до наиболее близкорасположенного следует принимать в 1,6 раза меньше, чем в наиболее удаленном узле, т.е.: Н узлаII Н3 4 Н4 1,6 . / 3 / 3. Общий циркуляционный расход воды в системе не должен превышать 30% расхода воды, т.е.: q cir общ 3 q cirузлаII ; q cir q cir 2 1 общ 100% 30%, cir q общ где 3 – количество домов. Далее необходимо вернуться к расчету подающих трубопроводов и уточнить kcir, расходы воды на участках и потери давления. 4.6.3 Выбор насосов В системе могут быть установлены повысительно-циркуляционные или чисто циркуляционные насосы. Если в результате гидравлического расчета подающих трубопроводов получилось, что требуемое давление в точке подключения системы горячего водоснабжения к водопроводу больше, чем гарантированный напор в водопроводе, то устанавливают повысительноциркуляционный насос, а если меньше – циркуляционный. Выбор повысительно-циркуляционного насоса производится в соответствии с указаниями [3, гл.12]. Выбор циркуляционного насоса производится по: - расходу циркуляционной воды: q нас q cir общ - напору, который он должен создавать: Н нас Н п .ц . Н пдц q h q cir общ cir q общ Н ц .ц . , где ΔНп.ц. – потери напора в подающих трубопроводах главного циркуляционного кольца при прохождении по ним циркуляционного расхода воды, м; ΔНпдц – потери напора в ВП при прохождении по нему циркуляционного расхода воды, м, (циркуляция идет через II ступень); χ - доля от максимального водоразбора, при котором нужно сохранить полную циркуляцию, χ = 0,5 ÷ 0,7; qh – максимальный секундный расход воды на горячее водоснабжение (из гидравлического расчета подающих трубопроводов), л/с; - общий циркуляционный расход воды в системе горячего q cir общ водоснабжения (из гидравлического расчета циркуляционных трубопроводов), л/с; ΔНц.ц. – потери напора в собственно циркуляционных трубопроводах, включая циркуляционный стояк (из расчета циркуляционных трубопроводов), м. Насосы выбирают по каталогам заводов-изготовителей. Список литературы: 1. СНиП 2.04.07 – 86*. Тепловые сети /Минстрой России – М: ГП ЦПП, 1994.- 48 с. 2. СП 131.13330.2012. Строительная климатология/Госстрой России, – М.: Министерство регионального развития РФ, 2012. – 113 с. 3. СНиП 2.04.01 – 85* Внутренний водопровод и канализация зданий [Текст].− Введ. 2002.01.01.− М.: Госстрой России, 2002. – 58с.:ил. 4. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей /В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Х. Хиж, А.И. Манюк, В.К. Ильин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1982. – 215 с. 5. Справочник проектировщика: Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 2. Водопровод и канализация./ под ред. к.т.н. И.Г. Староверова и инж. Ю.И. Шиллера – М.: Стройиздат,1990 – 247 с.