Тяжело помыслить быт жителя в нашей стране без отопительного комплекса квартиры. В любой части России нужно в зимнее время обогревать жилище. Все знают, что нефть, газ, уголь перманентно дорожают. Любой здравомыслящий хозяин дома желает разобраться: что сделать, чтобы улучшить систему дачи. На данном www сайте размещенно множество разнообразных отопительных систем дома, использующих исключительно разные принципы получения тепловой энергии. Опубликованные комплексы получения тепла возможно использовать гибридно или самостоятельно.
Главным при проектировании однотрубных систем отопления является правильный расчет малых циркуляционных колец.
Основные типы малых циркуляционных колец схематически изображены на рис. IV.7. На рис. 7, а, е показаны схемы присоединения прибора (соответственно одно- и двусторонняя) в однотрубных вертикальных системах с осевыми замыкающими участками и регулировочные краны на подводках к каждому прибору.
На рис. IV.7, б, ж изображены схемы присоединения приборов ; (соответственно одно- и двусторонняя) к однотрубным системам со смещенными участками и регулировочные краны на подводках каждого нагревательного прибора. Матые кольца с замыкающими участками и трехходовыми кранами изображены на рисунках IV.7, в п з. На рис. IV.7, г прибор присоединен к горизонтальной однотрубной системе с нижней разводкой. Регулировочный кран установлен на подающей подводке нагревательного прибора.
На рис. IV.7, д прибор присоединен аналогично к горизонтальной однотрубной системе, но с установкой трехходового крана.
В системах, изображенных на рис. IV.7, а и б и IV.7, г, общим является характер распределения потока воды в стояке. Одна часть этого потока поступает в нагревательные приборы, другая — по замыкающим участкам.
В показанных на рис. IV.7, вид системах вода при отключении прибора трехходовым краном проходит по замыкающему участку; при включении прибора вся вода проходит через него.
Расчет малых колец, показанных на рис. IV.7, а, б и а, затруднителен.
Как было показано выше, располагаемое давление р3.у для расчета замыкающего участка (рис. IV.7, а, б, г, е, ж) равно
До начала расчета малых колец необходимо знать, какая часть потока идет по замыкающим участкам и какая поступает в нагревательные приборы, т. е. знать коэффициент затекания воды в нагревательные приборы а. Этот коэффициент зависит от соотношения гидравлических потерь в замыкающих участках, подводках к нагревательным приборам и естественного давления
Недостаток этих данных состоит в том, что они не являются универсальными. Тем не менее они позволяют сделать следующие- выводы:
при одностороннем присоединении нагревательных приборов коэффициент затекания меньше, чем при двустороннем (что не рассматривается как положительное явление);
в однотрубных системах со смещенными замыкающими участками коэффициент затекания больше, чем в однотрубных системах с осевыми замыкающими участками; )
для повышения гидравлической устойчивости малых колец целесообразно всемерно снижать долю естественного давления путем повышения гидравлического сопротивления замыкаю- Г щего участка. f
Методика расчета малых циркуляционных колец с осевыми замыкающими участками. В общем случае при расчете схемы малого
1. Для расчетного кольца следует определить температуру воды по стояку, выявить располагаемое давление в кольце и удельную потерю на трение
2. Нужно задаться значением и 1 в пределах 0,15 0,5.
3. Но Дер (или допустимым скоростям) подобрать диаметр замыкающего участка и определить /Ъ.у.
4. Определить температуру в обратной подводке нагревательного прибора.
5. Найти располагаемое давление для расчета подводок
6. Подобрать диаметр подводок и определить гидравлические потерн в подводках Apt.
7. При большом неравенстве р и Ар следует задаться новым значением аг, существенно отличающимся от щ, и повторить расчет (пп. 3, 4, 5, 6).
8. Построить график, аналогичный рис. IV.9.
Гидравлический расчет трубопроводов однотрубной системы водяного отопления с насосной циркуляцией. За первое расчетное кольцо в однотрубной системе отопления с замыкающими участками примем циркуляционное кольцо, проходящее через стояк, наиболее удаленный от главного стояка системы.
На практике распространен способ расчета циркуляционных колец через замыкающие участки стояков, а не через подводки к нагревательным приборам. Преимущество этого метода состоит в все ЧТ0 °Н позволяет определить температуру теплоносителя не учитывая температуры воды в обратных приборам. Это упрощает расчет давления в циркуляционном кольце.
Вначале определяют температуру теплоносителя воды на участках стояка и располагаемое давление для расчета циркуляционного кольца.
Затем определяют удельную потерю давления на преодоление сил трения.
Ориентируясь по Rcр, находят диаметры участков рассчитываемого стояка.
В соответствии с диаметром стояка назначают ориентировочно диаметры труб в замыкающих участках и диаметры подводок к нагревательным приборам.
Далее ведут расчет малых циркуляционных колец, предварительно задавшись величиной а — коэффициентом затекания теплоносителя в нагревательный прибор.
Рассчитать малые кольца нужно так, чтобы запас давления при расчете подводок к нагревательным приборам был минимальным (лучше, если этот запас отсутствует совсем). Выполнить это требование можно путем изменения диаметра труб малого кольца при сохранении принятого предварительно значения а или соответствующим подбором а (при неизменных диаметрах труб малого кольца).
Только после того как будет выполнен гидравлический расчет участков малого циркуляционного кольца, следует приступить к расчету всего циркуляционного кольца системы. Объясняется это следующими соображениями.
Как известно, коэффициент затекания теплоносителя в нагревательные приборы а в основном зависит от соотношения гидравлических потерь в замыкающих участках и подводках к нагревательным приборам и естественного давления в результате остывания воды в малом кольце. Зависимость эта в итоге будет определяться скоростями движения воды или диаметрами труб замыкающих участков и подводок к нагревательным приборам.
Практически ввиду сложности решения задачи аналитическим путем для определения а пользуются данными экспериментальных исследований, выполненных для конкретных значений диаметров труб замыкающих участков и подводок. Используют также графики, составленные на основании теоретических подсчетов для различных соотношений гидравлических потерь в трубах малых циркуляционных колец, поэтому рекомендуется следующий порядок расчета малых колец. По кривым экспериментальных данных, теоретическим графикам или предположительно принимают величину а.
По а ведут гидравлический расчет труб малого кольца; определяют температуру воды в обратных подводках к нагревательным приборам, что необходимо для выявления давления в малых циркуляционных кольцах, а в дальнейшем для расчета поверхностб нагрева отопительных приборов.
Если в итоге расчета расхождение в равенствах
После окончательного определения производят гидравлике скни расчет всех участит трубопровода циркуляционного кольца.
Избежать избыточного запаса давления в данном случае невозможно, так поп уменьшении диаметров сопротивление в сети повышается настолько, что о давления будет явно недостаточно для преодоления. Кроме того, вследствие уменьшения диаметров на участках Klf, л увеличиваются скорости выше предельно допустимых значений, указанных в табл. 10 СНпП П-Гл—62.
Поэтому рекомендуется элеватор в узле управления рассчитывать на давление 600 кг/г или регулирование давления задвижкой на вводе системы.
Источник: http://engineeringsystems.ru/drozdov-otopleniye-i-ventilyaciya-otopleniye/raschet-truboprovodov-otopleniya.php
Ю. А. Коростелев. канд. техн. наук, доцент Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин);
А. Н. Кулеш. главный инженер, ООО «Инжиниринговая фирма Сатурн»;
С. В. Бублей. ассистент кафедры ТГиВ Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин)
Вертикальные системы отопления достаточно полно исследованы и нашли широкое применение для отопления зданий. До 1960 года, как правило, проектировались и монтировались двухтрубные вертикальные системы отопления. После 1960 года были изучены и внедрены однотрубные вертикальные системы с верхней разводкой подающей магистрали. В дальнейшем, после разработки специалистами Ленинграда П-образных вертикальных систем отопления, эти системы с 1970 года получили самое широкое применение и проектируются в настоящее время.
Горизонтальные системы отопления проектировались, как правило, в промышленных и общественных зданиях большого объема (цеховое отопление или отопление залов). Это имеет место и в настоящее время. Как правило, эти системы монтируются не из типовых узлов (нельзя заготавливать впрок). Монтаж ведется «по месту» установки нагревательных приборов (длину радиаторного узла диктует длина нагревательного прибора). Для определения поверхности нагрева приборов, как правило, расчет основан на «среднем температурном напоре» для всей ветви горизонтальной системы. Это недопустимо, если ветвь системы обслуживает различные по нагрузкам помещения. В справочной литературе таких примеров расчета горизонтальных однотрубных систем нет. Типовые радиаторные узлы с односторонним присоединением приборов не разработаны. Имеющиеся данные носят рекомендательный характер. Применение узла с трехходовым краном (см. СН 419–70–М, 1972) было отменено, т. к. пользование им невозможно. Применение эксцентриковых шайб в замыкающих участках (система А. В. Мазо) привело к резьбовому соединению (сгон), что кроме удорожания узла во время эксплуатации системы приводило к появлению течей.
Горизонтальные системы отопления в жилых зданиях повышенной этажности не находили применения, т. к. кроме увязки гидравлических потерь в ветвях поэтажно с учетом (соответственно этажу) гравитационного давления необходимо выполнять расчет малых циркуляционных колец. Этой громоздкой работы при проектировании вертикальной системы нет, т. к. гравитационное давление суммируется поэтажно на весь вертикальный стояк и рассматривается как запас к величине насосного циркуляционного давления.
Расчет горизонтальной системы отопления требует тщательного анализа работы всех поэтажных ветвей и расчета всех малых циркуляционных колец, чтобы не было проблем при пуске и эксплуатации системы отопления.
Вот некоторые причины, которые сдерживали широкое применение горизонтальных систем отопления.
В настоящее время востребованность этих систем возрастает, т. к. они обладают определенными преимуществами перед вертикальными системами, что нашло отражение в последних трех изданиях СНиП – ОВ и К.
Рассмотрим динамику изменения рекомендаций этой нормативной литературы:
1. СНиП 2.04.05–91* (2001 год), стр. 5 п. 3.15*: «системы поквартирного отопления в зданиях следует проектировать двухтрубными, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учета расхода теплоты для каждой квартиры».
2. СНиП 2.04.05–91* (2003 год), стр. 5 п. 3.15*: «в жилых зданиях следует предусматривать:
– устройство поквартирных систем отопления с горизонтальной разводкой труб и установку счетчика расхода теплоты для каждой квартиры».
3. СНиП 41–01–2003 (2004 год), п. 6.1.3: «отопление жилых зданий следует проектировать, обеспечивая регулирование и учет расхода теплоты каждой квартирой».
«В жилых зданиях следует предусматривать:
– установку счетчика расхода теплоты для каждой квартиры при устройстве поквартирных систем отопления с горизонтальной (лучевой) разводкой труб».
Проанализируем этот кризис нормативной литературы по отоплению.
В первом случае диктуется системы «проектировать двухтрубными». Почему нельзя однотрубные? Не разработаны другие?
Во втором случае – «следует предусматривать с горизонтальной разводкой труб» – это значит можно и двухтрубные, и однотрубные. Существенно демократичнее. Зависит от инициативы и грамотности проектировщика.
В третьем случае – «следует проектировать», затем «следует предусматривать… устройство систем с горизонтальной (лучевой) разводкой труб». Если внимательно рассмотреть конструкцию этой системы, то она включает два коллектора в каждой квартире (так называемые «гребенки») с двухтрубной обвязкой каждого прибора, что требует устройства пола на лагах или замоноличивания труб в гофрах в перекрытие. На коллекторах устанавливается балансировочная и настроечная арматура, а на подводках к приборам регулирующая по расходу теплоотдачу арматура с термоголовками. Это необоснованно увеличивает сметную стоимость системы отопления, причем не в пользу отечественного товаропроизводителя. Применение металлополимерных труб по стоимости сопоставимо со стальными. Опорожнение системы самотеком в дренажную трубу не предусмотрено.
Далее, в п. 6.1.3 – «предусматривать устройство поквартирного учета теплоты индикаторами расхода теплоты на каждом отопительном приборе».
По этому пункту даже трудно дать объяснение, т. к. не ясно, кто и как часто снимает показания, что это за «контролеры», расхаживающие по квартирам к каждому прибору.
Рисунок 1.
Типовой радиаторный узел с односторонним присоединением радиатора к магистрали горизонтальной системы отопления
Последнее указание в этом пункте – «следует предусматривать:
– установку общего счетчика расхода теплоты для здания в целом с организацией поквартирного учета теплоты пропорционально отапливаемой площади или другим показателям».
«Общий теплосчетчик для всей системы» – уже встречалось в предыдущих СНиПах. Здесь все понятно: подпункт дает разрешение на проектирование, монтаж и эксплуатацию вертикальных систем отопления. Как видим, п. 6.1.3 (СНиП 41–01–2003) повторяет п. 3.15* СНиП 2.04.05–91* (2003 год), кроме навязывания устройства «лучевых систем» поквартирного отопления.
Необходимо сказать об «очень дорогих» системах отопления. Для «элитного» строительства это, возможно, и приемлемо, но для массового строительства социального жилья требуется разработать более дешевую систему отопления. Из сказанного следует, что востребованность горизонтальных однотрубных квартирных систем отопления возрастает в связи с необходимостью учета тепловой энергии каждой квартирой, т. к. в вертикальной системе это выполнить невозможно.
Устройство горизонтальных однотрубных квартирных систем отопления (ГОК) позволяет иметь определенные преимущества перед вертикальными системами отопления:
– возможность индивидуального отключения квартиры от вертикального стояка-распределителя на ремонт практически не влияет на тепловой режим других квартир;
– существенное уменьшение сбрасываемой воды теплоносителя (обработанной и достаточно дорогой) в объеме системы одной квартиры;
– отключение ГОК системы отопления и сброс воды в дренажный стояк производится владельцем квартиры, не дожидаясь пока зальет и нижерасположенную квартиру;
– пуск ГОК системы отопления осуществляется по-этажно, по мере строительной готовности, что невозможно при вертикальной системе без дополнительных затрат;
– ГОК система отопления эстетичнее вертикальной, т. к. нет стояков в комнатах, а провести трубу диаметром 15 мм (20 мм) за плинтусом не представляет технической трудности;
– прокладка магистрали за плинтусом позволяет исключить «мостик холода» по заложенной в стене плите перекрытия или в стыках (швах) при крупнопанельной конструкции здания;
– такая система может быть оборудована теплосчетчиком, расположенным в помещении лестничной клетки в запирающемся шкафу (укрытии);
– ГОК система отопления имеет типовые радиаторные узлы (табл. 1, 2) с повышенным коэффициентом затекания воды в нагревательные приборы ( a = 0,4 – 0,65), что позволяет эффективно использовать параметры теплоносителя;
– типовой радиаторный узел можно заготавливать впрок, обезличенно, в заводских условиях, что существенно снижает его стоимость;
– типовой радиаторный узел можно использовать в конструкции ГОК системы отопления с металлополимерными магистралями, с учетом нормативных документов;
– ГОК система отопления удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к системам водяного отопления: санитарно-гигиеническим, теплотехническим, производственно-монтажным, эксплуатационным.
К специфическим требованиям, предъявляемым к ГОК системе отопления, можно отнести следующие:
1) прокладку магистралей не рекомендуется выполнять в конструкции пола (межэтажного перекрытия);
2) соединение труб (магистралей) выполнять только на сварке или пайке, если трубы медные;
3) предусмотреть крепление каждого замыкающего участка типового радиаторного узла к плите перекрытия скобой;
4) опорожнение системы в дренажный стояк обязательно.
Компенсация тепловых удлинений трубопроводов решается за счет углов их поворотов. Монтаж системы достаточно прост. Сварка магистрали с типовым радиаторным узлом после «сухой сборки» и прихватки производится на полу, не в стесненных условиях. Затем длинные резьбы с накрученными контргайками и пробками вновь вкручиваются в отверстия радиатора на подмотку. Магистраль – только на сварке и не ниже уровня «чистого пола». После гидравлических (или пневматических) испытаний и покраски магистраль закрывается плинтусом без теплоизоляции. Таким образом, сама магистраль становится нагревательным прибором, что позволяет уменьшить тепловую мощность нагревательных приборов, а система отопления частично становится «плинтусной».
Источник: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3342