46
25
71,59
9,6
0,377
0,350
0,77
18
4,9
14,5
256
260
0,03
0,03
26
0,95
62,0
0,038
0,032
1,24
891
2,7
64,7
57 649
58 608
6,11
6,21
27
2,24
5,5
0,057
0,050
1,19
473
4,7
10,3
4 846
4 927
0,51
0,52
28
3,20
45,4
0,076
0,070
0,86
164
2,2
47,6
7 821
7 951
0,83
0,84
29
0,29
15,1
0,038
0,032
0,53
164
3,5
18,7
3 067
3 118
0,33
0,33
30
3,48
12,4
0,076
0,070
0,94
195
6,6
19,0
3 696
3 757
0,39
0,40
31
1,81
39,9
0,057
0,050
0,96
309
3,3
43,2
13 361
13 583
1,42
1,44
32
4,36
9,6
0,057
0,050
2,31
1 788
4,7
14,4
25 711
26 139
2,73
2,77
33
6,18
22,0
0,108
0,100
0,82
94
1,0
23,1
2 171
2 207
0,23
0,23
34
9,66
55,1
0,194
0,175
0,51
18
13,8
68,8
1 251
1 272
0,13
0,13
35
15,60
2,8
0,108
0,100
2,07
601
11,3
14,0
8 429
8 570
0,89
0,91
36
25,26
41,3
0,194
0,175
1,09
83
22,7
64,0
5 341
5 429
0,57
0,58
37
96,85
5,5
0,377
0,350
1,05
32
4,9
10,4
336
341
0,04
0,04
38
3,69
2,8
0,076
0,070
1,00
219
7,2
10,0
2 186
2 223
0,23
0,24
39
100,54
11,0
0,377
0,350
1,09
35
4,9
15,9
553
562
0,06
0,06
40
85,83
38,6
0,273
0,250
1,82
148
14,0
52,5
7 778
7 907
0,82
0,84
41
28,10
6,9
0,159
0,150
1,65
232
18,7
25,6
5 938
6 036
0,63
0,64
42
113,93
31,7
0,273
0,250
2,41
261
3,2
34,9
9 103
9 255
0,97
0,98
43
12,13
9,6
0,108
0,100
1,61
363
11,3
20,9
7 602
7 728
0,81
0,82
44
126,06
12,4
0,273
0,250
2,47
273
32,2
44,6
12 183
12 385
1,29
1,31
45
226,61
45,4
0,53
0,500
1,20
27
7,7
53,1
1 440
1 464
0,15
0,16
46
3,95
2,8
0,108
0,100
0,52
39
11,3
14,0
541
550
0,06
0,06
47
230,56
11,0
0,53
0,500
1,22
28
7,7
18,7
525
533
0,06
0,06
48
3,20
4,1
0,045
0,040
2,59
2 966
3,6
7,7
22 895
23 276
2,43
2,47
49
233,76
24,8
0,53
0,500
1,24
29
25,6
50,3
1 453
1 477
0,15
0,16
50
64,06
2,8
0,219
0,200
2,12
266
26,8
29,6
7 874
8 005
0,83
0,85
51
297,81
1,4
0,53
0,500
1,58
47
7,7
9,0
424
431
0,04
0,05
52
1,11
35,8
0,038
0,032
1,43
1 199
5,4
41,2
49 451
50 274
5,24
5,33
53
4,01
11,0
0,057
0,050
2,12
1 510
1,9
12,9
19 455
19 779
2,06
2,10
54
5,12
75,7
0,133
0,125
0,56
33
22,6
98,3
3 281
3 336
0,35
0,35
55
28,89
2,8
0,133
0,125
2,45
638
14,9
17,7
11 276
11 463
1,20
1,22
56
34,00
64,7
0,194
0,175
1,47
151
6,9
71,6
10 824
11 005
1,15
1,17
57
5,89
2,8
0,076
0,070
1,59
557
7,2
10,0
5 558
5 650
0,59
0,60
58
39,89
33,0
0,194
0,175
1,73
208
22,7
55,8
11 602
11 795
1,23
1,25
59
62,46
2,8
0,219
0,200
2,07
253
18,7
21,5
5 429
5 520
0,58
0,59
60
102,36
4,1
0,273
0,250
2,17
211
3,2
7,4
1 549
1 575
0,16
0,17
61
0,84
16,5
0,108
0,100
0,51
37
14,7
31,2
1 142
1 161
0,12
0,12
62
103,20
31,7
0,273
0,250
2,19
214
53,7
85,4
18 281
18 586
1,94
1,97
63
401,01
15,1
0,53
0,500
2,12
85
7,7
22,8
1 938
1 970
0,21
0,21
64
1,78
30,3
0,089
0,080
0,53
52
5,9
36,2
1 892
1 924
0,20
0,20
65
1,44
6,9
0,038
0,032
1,86
2 032
2,7
9,6
19 510
19 835
2,07
2,10
47
66
3,22
6,9
0,089
0,080
0,67
82
0,8
7,7
632
642
0,07
0,07
67
1,34
6,9
0,057
0,050
0,71
168
7,6
14,5
2 433
2 474
0,26
0,26
68
4,55
22,0
0,089
0,080
0,94
165
7,8
29,8
4 920
5 002
0,52
0,53
69
10,04
2,8
0,089
0,080
2,08
803
0,8
3,5
2 836
2 883
0,30
0,31
70
14,60
13,8
0,089
0,080
2,48
1 143
2,6
16,4
18 700
19 011
1,98
2,02
71
0,48
6,9
0,038
0,032
0,62
223
2,7
9,6
2 139
2 175
0,23
0,23
72
62,33
13,8
0,377
0,350
0,67
13
4,9
18,7
249
253
0,03
0,03
73
415,61
2,8
0,53
0,500
2,20
91
84,4
87,1
7 947
8 079
0,84
0,86
74
0,38
2,8
0,076
0,070
0,51
57
0,7
3,4
195
198
0,01
0,02
Выбор главной магистрали для 1-го ввода сетей отопления и
вентиляции:
Задаем потенциальные направления для главной магистрали
От котельной до тира участки:(1-3-5-7-9-11-13-17-21-23-72-25-37-39-
45-47-49-51-63-73).
От котельной до общежития Участки:(26-28-30-34-36-37-39-45-47-49-
51-63-73).
От котельной до ИП (МОСТ-АВТО) участки: (2-74-3-5-7-9-11-13-17-
21-23-72-25-37-39-45-47-49-51-63-73).
От котельной до ПК №1(ТВ5)+ООО СК Прима участки:(40-42-44-45-
47-49-51-63-73).
- определяются суммарные потери напора; так как эти потери
одинаковы в прямом и обратном трубопроводах, то:
Н
=
.
2
пр сист
НН
,
где Н
сист
-потери в системе, м.вод.ст; принимаются из данных по заводу.
По формуле:
Н
1( .1)ОТ к
= 2·(0,86+0,08+0,15+2,09+0,75+2,26+1,97 +
1,39+0,02+0,03+0,03+0,03+0,04+
+0,06+0,15+0,06+0,15+0,04+0,21+0,84)+26=48,42м.вод.ст;
Н
2( .26)ОТ к
=2·(6,11+0,83+0,39+0,13+0,57+0,04+
0,06+0,15+0,06+0,15+0,04+0,21+0,84)+27=46,16м.вод.ст;
48
Н
3( .2)ОТ к
=2·(1,87+0,02+0,08+0,15+2,09+0,75+
2,26+1,97+1,39+0,02+0,03+0,03+0,03+
+0,04+0,06+0,15+0,06+0,15+0,04+0,21+0,84)+27=51,48м.вод.ст;
H
3( .40)ОТ к
=2·(0,82+0,97+1,29+0,15+0,06+0,15+0,04+
0,21+0,84)+19=28,06м.вод.ст;
- определяются длины:
1)∑L
1
=3+15+1,5+25+11+45,5+11+5,5+10+14+16,5+14+16,5+23+33+15+55+3+
1,5+30=349м;
2)∑L
2
=3+15+1,5+25+11+45,5+11+5,5+41+55+13+45+62=333,5м;
3)∑L
3
=3+15+1,5+25+11+45,5+11+5,5+10+14+16,5+14+16,5+23+33+15+55+3+
1,5+3+18= =340м;
4)∑L
4
=3+15+1,5+25+11+45,5+12+32+39=184 м;
Из анализа видно, что главной магистралью по длине и по потере
напора является направлении 3 (участки 2-74-3-5-7-9-11-13-17-21-23-72-25-
37-39-45-47-49-51-63-73).
Ее протяженность 340 м и потеря напора 51,48 м.вод.ст.
На основе данных гидравлического расчета строится пьезометрический
график тепловой сети.
2.3.2. Построение пьезометрического графика
Построение пьезометрического графика проводится с целью
определения давления и располагаемого напора (перепада давлений) в любой
точке сети, и, в частности, для определения напоров, развиваемых сетевым и
подпиточным насосами.
Пьезометрический график строится следующим образом:
- на график наносится профиль местности (в нашем случае-ровная
поверхность);
49
- принимается статический напор
ст
H 15
м вод ст. и наносится на
график;
- принимается минимальный напор в коллекторе обратного
трубопровода на источнике системы теплоснабжения
зап
H 10
м вод ст. и
наносится на график, от этой точки откладываются потери напора в обратной
линии для соответствующих участков, после соединения этих точек
получается линия изменения пьезометрических напоров в обратном
трубопроводе;
От величины пьезометрического напора на выходе теплового пункта
откладывается потери напора у абонентов, от этих точек откладываются
соответствующие потери напора в подающем трубопроводе тепловой сети и
строится линия пьезометрического напора в подающей линии тепловой сети;
К пьезометрическому напору на подающем коллекторе источника
добавляются потери напора в теплоприготовительной установке
ТП
Н
,
гидравлическое сопротивление которых составляет 15 м. вод ст.
Н
max
=60 м. вод ст. из условия не разрушения отопительных приборов у
потребителя.
50
1- кривая падения напора в прямом трубопроводе главной магистрали; 2- кривая падения напора в
обратном трубопроводе главной магистрали; 3- срабатывание напора в дроссельной шайбе
Рис. 2.5. Пьезометрический график для системы отопления и вентиляции
0
10
20
30
40
50
Н, м
50
100 150 200
250
340
L,м
Кислородная
станция
300
60
70
∆Ндр1
∆Ндр3
∆Ндр4
∆Ндр5
Модельный
участок
ПК№1(ТВ 5)
∆Ндр2
Общежитие
Тир
1
3
2
Нmax
ТПУ
ИП Сальников А.А.
(МОСТ-АВТО)
76,48
У4
У5
У3
У1
У2
Нст
У19
У18
У17
У16
У15 У14
У13
У12
У11
У10
У9
У8
У7
У6
51
2.3.3. Определим диаметры дроссельных шайб
Произведем расчет дроссельной шайбы на ответвлении в узле 1 (У1).
В узле 1:
Напор на главной магистрали в обратном трубопроводе
20,35
обр
гм
H
м.
вод ст.
Напор на главной магистрали в подающем трубопроводе
51,13
под
гм
H
м.
вод ст.
Располагаемый напор:
51,13 20,35 30,78
под обр
гм гм гм
H H H
м. вод ст.
Потери напора на ответвлении У1-тир:
0,86 0,86 26 27,72
под обр
аб
отв отв
отв отв
HHНН
м. во ст.
Напор необходимый для срабатывания дроссельной шайбе
30,78 27,72 3,06
Д гм отв
H НН
м. вод ст.
Расход на ответвлении G
отв
=8 кг/с=28,8 т/ч.
Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы, мм:
2
4
Д
Д
10
G
d
H
где G- расход на участке, т/ч;
Д
Н
- перепад давлений, м (принимается из пьезометрического
графика).
Пример расчета для системы отопления и вентиляции на У1:
2
4
Д
28,8
10 40,57
3,06
d
мм.
Для остальных участков систем отопления и вентиляции, расчет
ведется аналогично и сводится в таблицу 2.13.
52
Таблица 2.13
Результаты расчета дроссельных диафрагм
Ответвление
G, т/ч
Д
Н
, м
d
д
, мм
Система отопления и вентиляции
У1-Тир
28,8
3,06
40
У2-Общежитие
90,72
5,32
62
У3-ПК№1(ТВ 5)
453,96
22,42
97
У4-Кислородная
станция
52,56
16,26
36
У5-Модельный
участок
371,52
3,7
138
У6-АТП
24,89
30,08
40
У7-МОВО-филиал
1,4
2,22
18
У8-Культурный
центр
3,3
5,04
23
У9-Гараж АТП
8,4
9,24
32
У10-
Гараж«Спартак»
0,48
13,98
7
У11-КОНО
8,9
16,16
28
У12-Насосная
станция
2,3
6,86
18
У13-
Административный
корпус
4
21,54
18
У14-Заглубленный
склад
0,5
20,8
6
У15-Цех №9
9,2
3,12
43
У16-Склад №1
3,7
20,13
17
У17-ПК1 (ТВ2)
3,95
20,39
18
У18-ПС3
3,2
18,77
16
У19-ПК1 (ТВ1)
64
28,27
66
2.4. Тепловой расчет тепловой сети
Тепловые сети по способу прокладки делятся на подземные и
надземные (воздушные).
Исходные данные:
1) Температура окружающей среды:
- при прокладке под землей: принимается t
ОСЗ
= 5ºС;
2) Температура теплоносителя.
53
Принимается средняя за отопительный период температура:
- для системы отопления и вентиляции в подающем трубопроводе
1
=65ºС, в обратном трубопроводе
2
= 50ºС;
3) Скорость ветра ω = 3,1 м/с;
4) Тип грунта-принимается влажный;
5) Изоляционный материал пенополиуретан;
Коэффициент теплопроводности-
из
= 0,03 Вт/(м·ºС);
Водопоглощение - не более 200 см3/м3;
Плотность (сухая)- 50 кг/м3;
Расчет изоляции трубопровода для прокладки в непроходных
каналах
Суммарное термическое сопротивление теплопередаче
теплоизоляционной конструкции:
OC
Í
t
R
qk
где
- температура теплоносителя, ºС;
tОС- температура окружающей среды, ºС;
ql- нормативные линейные потери, по [9] qН=24 Вт/м;
k- коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и
теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства и
способа прокладки трубопровода, в Европейском районе k =1.
65 5
2,5
24 1
R
(м·ºС)/Вт,
Уравнение для расчета полного термического сопротивления
теплопередачи можно записать в следующем виде:
сумм из тр с.к. гр
R R R R R
,
где
из
R
-термическое сопротивление изоляционного слоя;
тр
R
-термическое сопротивление стенки трубы;
54
с.к.
R
-термическое сопротивление от воздуха в канале к стенке канала;
гр
R
-термическое сопротивление грунта;
Сопротивление стенки трубы, (м·ºС)/Вт:
нар
тр
ст вн
d
1
R ln
2d
,
где d
вн
– внутренний диаметр трубопровода d
вн
=100 мм ;
d
нар
– наружный диаметр трубопровода d
нар
=108мм;
ст
– теплопроводность стенки, для стальной трубы
ст
= 74 Вт/(м·ºС);
тр
1 108
ln 0,000166
2 3,14 74 100
R
(м·ºС)/Вт,
Сопротивление воздуха в канале, (м·ºС)/Вт:
с.к.
кк
с.к.
кк
1
R
2 h b
2
hb
где
с.к.
-коэффициент теплоотдачи,
с.к.
=11 Вт/(м
2
·ºС);
к
h
-высота канала,
к
h
=0,555м;
к
b
-ширина канала,
к
b
=0,970м;
с.к.
1
R 0,021
2 0,555 0,97
2 3,14 11
0,555 0,97
(м·ºС)/Вт,
Термическое сопротивление грунта при прокладке в непроходных
каналах:
0,25
гр
ln 3,5
5,7 0,5
к
кк
к
ГР
к
h
H
hb
R
b
h
где H - глубина заложения (расстояние от оси труб до поверхности
земли), H = 1,5 м;
55
0,25
гр
1,5 0,555
ln 3,5
0,555 0,97
0,138
0,97
2,326 5,7 0,5
0,555
R
(м·ºС)/Вт,
Сопротивление изоляции, (м·ºС)/Вт:
из тр гр . .
()
ск
R R R R R
из
2,5 (0,000166 0,138 0,021) 2,34R
(м·ºС)/Вт.
Толщина изоляции, м:
из и
2 π λ R
н
из
d
δ= е -1
2
,
где
и
λ
- коэффициент теплопроводности слоя изоляции, для
пенополиуретана,
и
λ
=0,03Вт/(м·ºС ) [ 5].
2 3,14 0,03 2,34
0,108
1 0,029
2
из
е
м=0,03 м.
Принимаем толщину изоляции
30
из
мм.
Расчет для термического сопротивления однородного цилиндрического
слоя изоляции:
2
1
ln
2
тр и
и
и тр
d
R
d
где
и
-коэффициент теплопроводности слоя изоляции, Вт/(м·К)
и
-толщина слоя, м.
тр
d
-наружный диаметр трубы, м.
0,108 2 0,03
1
ln 2,35
2 3,14 0,03 0,108
и
R
(м·ºС)/Вт.
Расчет суммарного термического сопротивления:
сумм и тр с.к. гр
R R R R R
,
сумм
R 2,35 0,138 0,021 0,000166 2,5
(м·ºС)/Вт.