Конструирование и расчет двухтрубной системы водяного отопления
В данном курсовом проекте производится расчет двухтрубной системы отопления, подключенной по независимой схеме к тепловым сетям с верхней разводкой.
В двухтрубной системе отопления количество циркуляционных колец равно количеству отопительных приборов. Она является гидравлически неустойчивой по сравнению с однотрубной системой. Основное расчетное циркуляционное кольцо проходит через наиболее нагруженный прибор, расположенный на первом этаже, максимально нагруженной ветки системы.
В данном курсовом проекте – через прибор ветки «В» стояка № 16.
6.1Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока
и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления
Конструирование системы отопления, определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов, расчетной мощности системы отопления производим как и при однотрубной системе, расчеты которой приведены выше.
Расчетная мощность системы отопления :
, Вт;
Расход теплоносителя G кг/ч, в расчетном участке или стояке системы отопления
кг/ч;
Конструирование, тепло-гидравлический расчет и подбор оборудования теплового пункта при независимой схеме подключения к тепловым сетям (подбор теплообменника, расширительного бака).
1. Подбор пластинчатого теплообменника:
Подбор производим с помощью программы Thermo версия 1.12.04. Задались исходными данными:
|
|
-Тепловая мощность : Q=Qco=104 кВт;
-входная температура греющей среды: Тг=1200С;
- входная температура нагреваемой среды: tо=450С;
- выходная температура нагреваемой среды: tг=650С;
- количество секций прибора: 6.
Перепад давления в теплообменнике составил = 16 кПа.
Бланк расчета представлен в Приложении 3.
Сопротивление теплового пункта:
∆Ртп=1,3(∆Рто+2∆Рф)=1,3(16+2*0,654)=22,5 кПа
Потери давления в системе отопления:
∆Рсо=∑∆Руч.+∆Ртп =6,2 +22,5 = 28,7 (кПа)
2 Подбор подмешивающего насоса:
Требуется подобрать сдвоенный насос с мокрым ротором, работающий в режиме основной-резервный с требуемой подачей и напором:
∆Рн.тр.=∆Рсо=28,7 кПа=2,9 м.вод.ст.
Vнасоса=Gсо=4448 кг/ч=4,5 м3/ч
Подбор производим с помощью программы GRUNDFOS WinCAPS 2010.01.047. Принимаем насос MAGNA D 40-100F, его характеристики представлены в Приложении 4.
3 Подбор расширительного бака
Рабочий объем открытого расширительного бака
Vрб=0,045*Vсо , где Vсо- расчетный объем воды в системе отопления , л.
Vсо=(q/1000)*(а+б+в+…)
q - тепловая мощность системы отопления, Вт,
а,б,в… - объем воды, содержащийся в отдельных элементах системы на каждые 1000Вт ее тепловой мощности, л.
|
|
а=8,6л ;б=13,8 л [5,табл.5.4]
Vсо=(103440/1000)*(8,6+13,8)=2317,1 л
Объем закрытого расширительного бака:
Где Pг=ρ*ħ*10-4 ,бар –гидростатическое давление.
h- высота столба жидкости над точкой подключения закрытого расширительного бака к системе отопления ,м.
Pг=998*18,9*10-4=1,89 бар,
Рпк – значение давления срабатывания предохранительного клапана, бар, принимаем 3 бар.
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления методом удельных потерь давления на трение. Подбор термостатических клапанов и балансовых клапанов на обратных подводках отопительных приборов, определение их требуемой пропускной способности.
Расчет двухтрубной системы отопления производим на основании тех же данных, как и в однотрубной системе, расчет которой приведен выше. Основное циркуляционное кольцо проходит через прибор первого этажа стояка № 16.
Все расчеты находятся в Таблице № 4.
№ уч. | Qt, Вт | Gуч, кг/ч | lуч, м | Dуч, мм | v, м/с | R, Па/м | Rlуч, Па | ∑ζ | Z, Па | ∆Pуч, Па | Местные сопротивления | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
Основное цикуляционное кольцо через прибор 1-го этажа Ст.16 ветки "Б" | |||||||||||||
1 | 103440 | 4448 | 20,0 | 65 | 0,31 | 21 | 420
| 1,0 | 44 | 464 | 2 отвода | ||
2 | 58120 | 2499 | 1,3 | 50 | 0,33 | 32 | 42 | 1,5 | 52 | 94 | Тройник на ответвление потока | ||
3 | 38380 | 1650 | 1,5 | 40 | 0,27 | 51 | 77 | 1,5 | 50 | 127 | 2 отвода,задвижка | ||
10 | 7750 | 333 | 4,9 | 20 | 0,28 | 70 | 343 | 4,0 | 130 | 473 | Тр. Проходн,отвод,задвижка,кран шаровой | ||
11 | 5913 | 254 | 3,3 | 20 | 0,21 | 42 | 139 | 1,0 | 20 | 159 | Тройник проходной | ||
12 | 4485 | 193 | 3,3 | 20 | 0,17 | 26 | 86 | 1,0 | 11 | 97 | Тройник проходной | ||
13 | 3057 | 131 | 3,3 | 20 | 0,12 | 13 | 43 | 1,0 | 7 | 50 | Тройник проходной | ||
14 | 1629 | 70 | 3,3 | 20 | 0,08 | 5,1 | 17 | 7,5 | 18 | 3525 | Тр. проходной, радиатор секционный, тр. на противотоке,отвод | ||
10' | 7750 | 333 | 1,6 | 20 | 0,28 | 70 | 112 | 1,5 | 20 | 390 | отвод | ||
3' | 38380 | 1650 | 2,1 | 40 | 0,27 | 51 | 107 | 2,0 | 30 | 137 | 3 отвода,задвижка | ||
2' | 58120 | 2499 | 2,3 | 50 | 0,33 | 32 | 74 | 3,0 | 155 | 229 | Тройник на противотоке | ||
1' | 103440 | 4448 | 6,3 | 65 | 0,31 | 21 | 132 | 0,5 | 25 | 157 | отвод | ||
ТП | 103440 | 4448 | 11,0 | 65 | 0,31 | 21 | 231 | 5,0 | 220 | 9487 | 6 задвижек, 4 отвода | ||
Потери давления в основном циркуляционном кольце ΔPс.о. = | 15690 | 16 кПа | |||||||||||
Циркуляционное кольцо через прибор 2-го этажа Ст.16 ветки «Б» | |||||||||||||
Pрасп.уч.20,21 = ΔPуч.14 + 0,4 x Ре =3525+0,4*401 | 3685 |
| |||||||||||
20 | 1360 | 58 | 1,2 | 20 | 0,05 | 3,2 | 4 | 1,0 | 5 | 9 | Тройник проходной | ||
21 | 6122 | 263 | 3,3
| 20 | 0,21 | 4,5 | 15 | 6,5 | 80 | 95 | Тр на ответвление потока, радиатор секционный, тр на противотоке | ||
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. = | 104 |
| |||||||||||
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.20 =3685-104 | 3582 |
| |||||||||||
Циркуляционное кольцо через прибор 3-го этажа Ст.16 ветки «Б» | |||||||||||||
Pрасп.уч.18,19 = ΔPуч.13,20 + 0,4 x Ре =50+3582+9+0,4*401 | 3801 |
| |||||||||||
18 | 1360 | 58 | 1,2 | 20 | 0,05 | 3,2 | 4 | 6,5 | 15 | 19 | Тр. на ответвление потока, радиатор секционный, тр. на противотоке | ||
19 | 4694 | 202 | 3,3 | 20 | 0,08 | 3 | 10 | 1,0 | 12 | 22 | Тройник проходной | ||
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. = | 41 |
| |||||||||||
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.18 =3801-41 | 3760 |
| |||||||||||
Циркуляционное кольцо через прибор 4-го этажа Ст.16 ветки «Б» | |||||||||||||
Pрасп.уч.16,17 = ΔPуч.12,18 + 0,4 x Ре =97+3760+19+0,4*401 | 6218 |
| |||||||||||
16 | 1360 | 58 | 1,2 | 20 | 0,05 | 3,2 | 4 | 6,5 | 15 | 19 | Тр на ответвление потока, радиатор секционный, тр на противотоке | ||
17 | 3266 | 140 | 3,3 | 20 | 1,2 | 14 | 46 | 1,0 | 900 | 946 | Тройник проходной | ||
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. = | 1006 |
| |||||||||||
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.16 =4036-1006 | 3030 |
| |||||||||||
Циркуляционное кольцо через прибор 5-го этажа Ст.16 ветки «Б» | |||||||||||||
Pрасп.уч.15 = ΔPуч.11,16 + 0,4 x Ре =159+3030+19+0,4*401= | 5550 |
| |||||||||||
15 | 1750 | 75 | 4,5 | 20 | 0,06 | 5 | 23 | 6,0 | 13 | 36 | Тр проходной, отвод, радиатор секционный, отвод, | ||
потери давления в трубопроводах ΣΔруч. = | 36 |
| |||||||||||
Требуемое значение (ΣΔPкл.)рег.уч.15 =3368-36= | 3332 |
|
Значения расхода G и расчетной мощности Q взятии из расчета однотрубной системы.
По значениям расхода G пользуясь номограммой находим значения диаметров трубопроводов d,удельных потерь давления на трение R, скорости теплоносителя V на участках.
По значениям скорости и коэффициентов местного сопротивления находим используя номограмму потери давления на местные сопротивления Z,Па.
Потери давления на участках находим как:
Руч=Z+Rlуч , Па.
При расчете циркуляционного кольца через прибор второго этажа (участки 20 и 21)располагаемое давление равно сумме потери давления на параллельном участке 14 и естественного циркуляционного давления , возникающего из-за охлаждения воды Ре:
Ррасп 20,21=Руч 14+0,4*Ре
Ре=g*h*ρ*(tг-to)=9.81*0.62*20*3.3=401 Па
Подбор клапанов обвязки отоительных приборов сведен в Таблицу № 5:
№Ст/№эт/№уч | G, | (ΣΔPкл.)рег.уч., | ΔPкл.1, | Характеристики | ||
ΔPкл.2, Па | kv, м3/ч | n | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Ст.16/1эт/№14 | 70 | 3490 | 1240 | 2250 | 0,47 | 2,0 |
Ст.16/2эт/№20 | 58 | 3582 | 240 | 3342 | 0,32 | 3,3 |
Ст.16/3эт/№18 | 58 | 3760 | 240 | 3520 | 0,31 | 3,3 |
Ст.16/4эт/№16 | 58 | 3030 | 240 | 2790 | 0,35 | 3,3 |
Ст.16/5эт/№15 | 75 | 3332 | 300 | 3032 | 0,43 | 3,1 |
ΔPкл.1 определяем по номограмме исходя из значений расхода G.
Для участка № 14 задались значением ΔPкл.2=2250 Па и гидравлической настройкой n =2 по номограмме исходя из значения расхода.
Значение пропускной способности определяем:
Kv=G/(10* ΔPкл2.)0.5
Для остальных участков:
ΔPкл.2=(ΣΔPкл.)рег.уч- ΔPкл.1 ,Па
Подбор отопительных приборов
Определим требуемое минимальное число секций радиаторов типа МС-140М для отопительных приборов Ст.16.
Параметры, требуемые для расчета: tг=650С, tо=450С, tр=200С, Gст=333кг/ч.
Номинальный тепловой поток одной секции радиатора МС-140М равен qН=185 Вт/сек. при номинальной средней разности температур DtН =700С. Радиатор устанавливается под подоконной доской В=80мм, b4 =1,03.
Суммарное понижение температуры воды, на участках подающей магистрали от начала до расчетного стояка:
, 0С ;
где: понижение температуры воды на 10 м изолированной подающей магистрали, [2, стр.45].
Температура подающей воды на входе в рассматриваемый стояк Ст.16:
t1 =tг-∑∆tм= 65-0,5=64,50С
Средняя температура отопительного прибора и средняя расчетная разность температур:
=54,750С; D t ср=54,75-20=34,750С.
Тепловой поток Q 3 от открыто проложенного трубопровода при разности температур подающей трубы и воздуха 64,5-20=44,50С, при разности температур обратной трубы и воздуха 45-20=250С:
, Вт ;
Q3=(2,8*42+2,8*23)+(0,5*55+0,5*32)=225,5 , Вт ;
Расчетный тепловой поток от прибора в рассматриваемом помещении:
5-ый этаж Q1= (Q4 - 0,9Q3) =1750- 0,9×225,5=1547Вт;
4-ый этаж Q1= 1360 - 0,9×225,5=1157Вт;
3-ий этаж Q1=1360 - 0,9×225,5=1157Вт;
2-ой этаж Q1= 1360 - 0,9×225,5=1157Вт;
1-ый этаж Q1=1550- 0,9×225,5=1347Вт.
Номинальный тепловой поток отопительного прибора :
, Вт ;
где: комплексный коэффициент приведения:
;
где n=0,3 , р=0,02 , с=1 [2, табл. 9.2]
5 – й этаж :
4 -й,3-й,2-й этажи :
1 – й этаж :
Требуемое минимальное число секций отопительного прибора :
где: номинальный тепловой поток ( Вт/м2 ) [2,табл.Х.1];
коэффициент учета числа секций в приборе для радиатора типа МС-140, [2, стр. 47] .
5 – й этаж : принимаем 23 секции
4 – й,3-й,2-й этажи : принимаем 17 секций
1 – й этаж : принимаем 20 секций .
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!