Гидравлический расчет горячего водопровода в жилом доме
Пример 1. Рассчитать систему горячего водоснабжения пятиэтажного двухсекционного жилого дома. Сеть запроектирована на основании плана здания, приведенного в прил. 1, 2. Расчетная схема сети представлена на рис. 2.1 (аналогично схеме сети холодного водоснабжения).
В качестве теплоносителя используется перегретая вода из теплосети с параметрами tн = 120 °С и tк = 70 °С.
Данные по холодному водоснабжению принимаются из примера 1, приведенного в п. 1.7.
Система горячего водоснабжения принята централизованной с приготовлением горячей воды в скоростном водонагревателе с переменной производительностью с использованием теплоносителя из теплосети.
Схема сети горячего водоснабжения принята тупиковая с нижней разводкой магистралей (как и сеть холодного водопровода).
Поскольку потребление горячей воды неравномерно, то сеть принята с циркуляцией в магистрали и стояках.
Определяются расчетные расходы горячей воды и тепла. Расходы горячей воды на участках сети определяются по формуле (2.1). Поскольку система обслуживает одинаковых потребителей, то величина P h находится по формуле (2.3).
Здесь величина 
и 
приняты по прил. 3 [ 1 ].
Величина 
определяется по формуле (2.7)
Величина 
, принята по прил. 3 [ 1 ].
Максимальный часовой расход горячей воды определяется по формуле (2.5)
, м 3 /ч
Величина 
определена по табл.2 прил. 4 [ 1 ].
Средний часовой расход горячей воды определяется по формуле (2.8)
, м 3 /ч
Максимальный часовой расход тепла определяется по формуле (2.11)
кВт
Рис. 2.1. Расчетная схема сети горячего водоснабжения
Пример расчета сети горячего водоснабжения в режиме водоразбора.
Поверхность нагрева нагревательных трубок водонагревателя определяется по формуле (2.13). Расчетная разность температур определяется по формуле (2.14). Примем параметры теплоносителя tн = 120 °С, tк = 70 °С, параметры нагреваемой воды t h =60 С и t c =5 С.
°С
м 2
По прил. 8 [ 2 ] принимаем скоростной водонагреватель N 11 ВТИ – МосЭнерго с поверхностью нагрева одной секции 5.89 м. Потребное число секций определится по формуле (2.16)
cекции
Длина секции 2000 мм, наружный диаметр корпуса 219 мм, число трубок 64.
Расчет системы горячего водоснабжения в режиме водоразбора производится в табличной форме (табл. 2.3).
Потери напора на участках сети горячего водоснабжения определялись по формуле (2.19). Величина Kl принималась 0.2 — для распределительных трубопроводов и 0.1 — для водоразборных стояков без полотенцесушителей. (Принято присоединение полотенцесушителей к сети отопления.)
Общие потери напора на линии 1-ввод составляют 21125 мм или 21.1 м. Поскольку стояк Ст ТЗ-2 имеет вдвое большую гидравлическую нагрузку, чем стояк Ст ТЗ-1, то для него принят диаметр 25 мм и произведен расчет скоростей и потерь напора на этом стояке. Поскольку потери напора на участках 4 – 8 оказались больше, чем на участках 11 – 15, то стояк Ст ТЗ-1 принят за расчетный.
Требуемый напор на вводе в здание для работы системы горячего водоснабжения определяется по формуле (2.20)
Здесь потери напора в водонагревателе определены по формуле (2.17)
м
Расчет системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции производится в табличной форме ( табл. 2.4 ). Расчетная схема сети представлена на рис. 2.1.
Расчет сети горячего водоснабжения в режиме циркуляции
Конечной целью гидравлического расчета сети горячего водоснабжения является подбор диаметров трубопроводов и определение потребного напора на основе расчетных расходов горячей воды, проходящей по отдельным расчетным участкам.
Перед гидравлическим расчетом на планах подвала и типового этажа в соответствии с расположением водоразборных приборов следует нанести стояки горячего водоснабжения, обозначая их Ст.Тз-1, Ст.Тз-2 и т.д.
Далее вычерчивается аксонометрическая схема системы горячего водоснабжения с разбивкой ее на расчетные участки. Поскольку схема горячего водоснабжения аналогична системе холодного водопровода, можно представить совмещенную схему холодного и горячего водоснабжения.
Максимальные секундные расходы горячей воды на расчетных участках при гидравлическом расчете системы горячего водоснабжения следует определять по формуле:
,
где q h o – расход горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором (для проектируемой системы q h o=0,2 л/с);
α – коэффициент, зависящий от общего числа водоразборных приборов N, потребляющих горячую воду на расчетном участке, и вероятности их действия Р h , определяется по прил.1 в зависимости от значения произведения N·P h .
Вероятность действия санитарно-технических приборов Р h на участках сети горячего водоснабжения при одинаковых водопотребителях в зданиях определяют по формуле
,
где q h hr.u – норма расхода горячей воды, л/ч, потребителем; наибольшего водопотребления (для проектируемой системы q h hr.u=10 л/ч);
U – число водопотребителей;
N – число санитарно-технических приборов, потребляющих горячую воду.
Величину Р h принимают одинаковой для всех участков и определяют при значениях U и N для всей проектируемой системы в целом.
Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды q h . cir с учетом циркуляционного расхода, л/с, определяемого по формуле
,
где kcir – коэффициент, принимаемый для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка по прил.6, для остальных участков сети – равным 0.
Необходимый циркуляционный расход горячей воды в системе q cir , л/с, определяют по формуле:
,
где Q ht – теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт (в данном проекте эта величина определяется приближенно по Q ht =Q h T·k);
∆t – разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, о С (принять ∆t=10 о С).
Вычисленный, таким образом, общий циркуляционный расход распределяется затем по участкам сети равномерно на все здание.
Диаметр трубопроводов следует принимать, исходя из условия максимального использования располагаемого напора в системе и допустимых скоростей движения воды. Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3 м/с. Наиболее экономичными скоростями по рекомендациям НИИ санитарной техники можно считать скорости в пределах 0,9-1,2 м/с.
Руководствуясь вычисленными расчетными расходами и рекомендуемыми скоростями движения, по прил.7 подбираем диаметры труб на каждом расчетном участке.
Требуемый напор для системы горячего водоснабжения находят с учетом возможного зарастания труб по формуле:
,
где НГ – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до выливного отверстия диктующего водоразборного прибора;
hВВ – потери напора во вводе;
hвод – потеря напора в водомере;
hвн – потеря напора в водонагревателе;
∑h – сумма потерь напора в трубопроводах системы горячего водоснабжения по расчетному направлению (от точки подключения к холодному водопроводу до диктующей водоразборной точки);
Нр – нормативный свободный напор перед диктующей водоразборной точкой, принимается равным 3 м.
Величины hВВ и hвод берут из таблицы гидравлического расчета холодного водопровода.
Потери напора на отдельных участках трубопроводов системы горячего водоснабжения рассчитывают по формуле:
,
где i — удельные потери напора, определяемые в соответствии с расчетным расходом и принятым диаметром по прил.7;
kм – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, значения которого следует принимать: 0,2 – для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями; 0,1 – для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей.
Весь расчет ведется в табличной форме (табл.3).
Гидравлический расчет внутренней сети горячего водоснабжения
13 Мар 2019 admin 12