Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения в режиме циркуляции

Задача расчета – назначить диаметры циркуляционных трубопроводов и подобрать оборудование, необходимое для обеспечения расчетной циркуляции воды в системах горячего водоснабжения при отсутствии водоразбора. Расчет рекомендуется вести в следующем порядке:

1. На аксонометрической схеме выделяются циркуляционные кольца, состоящие из подающих и циркуляционных трубопроводов и замыкающиеся на тепловом узле в открытых системах или на водонагревателе в закрытых системах.

2. На кольце наибольшей протяженности нумеруются расчетные участки с постоянным циркуляционным расходом. Места изменения диаметра трубопровода также являются расчетными точками. Величины циркуляционных расходов на участках принимаются по материалам гидравлического расчета системы в режиме максимального водоразбора, исходя из равномерного распределения циркуляционного расхода между всеми зданиями и водоразборными стояками.

Циркуляционные расходы на участках циркуляционного трубопровода равны расходам на соответствующих участках подающего трубопровода.

3. Определяются диаметры циркуляционных трубопроводов, которые назначаются конструктивно по сортаменту на один-два размера меньше диаметров подающих труб, пропускающих тот же циркуляционный расход воды. Минимальный диаметр циркуляционных трубопроводов – 15 мм. Циркуляционные стояки должны иметь постоянный диаметр по всей высоте.

4. Производится гидравлический расчет большого кольца на пропуск циркуляционных расходов. Расчет выполняется по обычной методике, в закрытых системах горячего водоснабжения – с учетом образования накипи. При отсутствии таблиц для гидравлического расчета с малыми значениями расходов в учебном проекте допускается использовать при расчете в режиме рециркуляции открытых систем, прил. 6.

В итоге определяется сумма потерь напора в большом кольце на пропуск циркуляционных расходов Н_l.

Для обеспечения дальнейшей увязки циркуляционных колец за счет регулирования диаметров циркуляционных трубопроводов, желательно добиться того, чтобы из всех потерь напора в большом кольце, около 80–90 % приходилось на подающий и циркуляционный стояки, а на магистрали лишь 10–20 %.

5. Производится увязка потерь напора в различных циркуляционных кольцах. В данном проекте необходимо произвести увязку потерь напора рассчитанного большого кольца и кольца минимальной протяженности (ближайшего к вводу). Для этого по результатам расчета большого кольца определяется перепад давлений между точками присоединения малого кольца к большому (точки 2 и 2¹ рис. 9.1.). Этот перепад равен сумме потерь напора на участках большого кольца, не входящих в состав малого кольца (на рис. 9.1. это участки 2-3, 3-4, 4-3¹, 3¹-2¹).

Для нормальной работы системы в режиме циркуляции необходимо добиться того, чтобы сумма потерь напора в необщих участках малого кольца примерно равнялась рассчитанному перепаду, т.е.

Н_2-3 +Н_3-4 +Н_4-3' +Н_{3' -2'} =Н_2-а + Н_а-2' (9.1)

При этом диаметр подающего стояка на малом кольце принимается обычно таким же, как и на большом, и регулирование потерь напора возможно только за счет изменения диаметра циркуляционного стояка на малом кольце. Допускается невязка в равенстве (9.1) до 10 %.

Рис. 9.1. Схема увязки циркуляционных колец

При невозможности увязки давлений в сети трубопроводов путем соответствующего подбора диаметров труб следует предусматривать установку диафрагмы на циркуляционном стояке малого кольца. Диаметр отверстия диафрагмы, (мм), определяется по формуле:

(9.2)

где q – расход, проходящий через диафрагму, л/с; Н_д– потери напора, создаваемые диафрагмой, м; d – диаметр трубопровода, на котором установлена диафрагма, мм.

Если по расчету диаметр диафрагмы необходимо принимать менее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать кран для регулировки давления.