Скорость воды в системе отопления нормы

Скорость воды в системе отопления нормы

Группа: Участники форума
Сообщений: 39
Регистрация: 28.2.2008
Из: Тверь
Пользователь №: 16047

Доброго времени суток, подскажите пожалуйста, где можно взять норматив по допустимым скоростям воды . Ситуация такая, есть труба Ду100(наружка), которая пойдет с ЦТП к гребенке ИТП и обратно — 100м, скорость 1,61 в трубопроводе это допустимо? и сколько макс.допустимая скорость?

Сообщение отредактировал OlgaO — 10.12.2009, 11:31

Смотрите СНиП 2.04.03-85 п.2 (и таблицы Лукиных).
простите, не посмотрела в название подфорума.

Сообщение отредактировал Yariss — 10.12.2009, 12:54

Группа: Участники форума
Сообщений: 1267
Регистрация: 12.4.2007
Из: Россия
Пользователь №: 7094

Группа: New
Сообщений: 17
Регистрация: 2.9.2008
Пользователь №: 22071

Справочника Щёкина нет к сожалению под рукой. Но думаю, что Вы имеете ввиду предельную скорость теплоносителя, при которой проииходит смена режимов движения.

Справочник нашелся, точнее скачался). В этой таблице указаны максимальная и минимальная скорости для систем отопления. Они же указаны и в СНиПе «Отопление. «. Миниальная из условия удаления воздуха, максимальная — звукового давления. Для тепловых сетей максимальная скорость по условиям допустимого звукового давления не регламентируется.

Сообщение отредактировал hydrotehnik — 11.12.2009, 10:37

Группа: New
Сообщений: 8
Регистрация: 15.5.2006
Пользователь №: 2871

Группа: New
Сообщений: 5
Регистрация: 10.5.2012
Пользователь №: 149929

Аргумент, я считаю, очень хороший. Можете привязаться к нормам, где это указано .

прошу прощения за бестактность, но хотелось бы получить исчерпывающее руководство по проектированию системы водяного отопления частного дома (СВО). чтобы внести ясность в постановку вопроса опишу, как представляю себе проектирование СВО частного дома я:

1. определение тепловых потерь дома. с этим я справился, взяв за удельною теплопотерю значение 100 Вт/м2 для определения мощности котла и 65 Вт/м2 для расчёта теплопотери дома (как ни странно, в результате потребная мощность котла получилась 9 кВт и 8,9 кВт соответственно).

2. гидравлический расчёт. вот тут-то как раз и возникла куча вопросов: какова оптимальная скорость движения теплоносителя (воды) по трубам в зависимости от диаметра проходного отверстия (полипропиленовых) труб, каким образом рассчитать потери давления на преодоление трения в системе? и, наконец, решив первые два вопроса получаем третий: как правильно выбрать насос? исходя из графика потери напора циркуляционных насосов?

проектировщик ТМ (фриланс)

Группа: Участники форума
Сообщений: 4029
Регистрация: 13.3.2005
Из: Череповец — СПБ — Воронеж — Геленджик
Пользователь №: 543

Группа: Участники форума
Сообщений: 4373
Регистрация: 4.12.2006
Из: Klaipeda
Пользователь №: 5034

Ну тут «справились» же. Кто вам мешает найти онлайн калькулятор для расчета гидравлики.
В помощь скажу, что подбирайте скорости воды в трубах около 0,25-0,6 м/с. Успехов!

Тема для песочницы.

меня итересует максимально лаконичная теоретическая выкладка, применимая, в частности, к моему дому, площадь которого 90 м2.

для вычисления тепловых потерь дома я приложил немало усилий, перелопатив кучу страниц в интернете, сопоставляя и отфильтровывая информацию, таким образом создал свою таблицу пересчёта, проверенную на примере недостаточно и несбалансированно отапливаемого дома, СВО которого монтировалась шабашниками. практически выявленные слабые места были подтверждены теоретически.

гидравлический же расчёт оказался намного сложнее, так как конкретной информации в сети крупицы, а от однообразных, сложных, неполных, запутанных формул, наводнивших интернет уже рябит в глазах.

вопрос на этом форуме я задал потому, что благодаря прочтению постов начал в общих чертах понимать, что к чему. надеюсь, здесь найдутся люди, которые смогут мне помочь.

з.ы. всевозможные калькуляторы в сети построены в соответствии с представлением предмета их авторами. и даже если эти программы способны вычислить правильно, то существует вероятность двойственного понимания и некоторых неточностей. не зная теоретических выкладок остаётся только догадываться о механизмах пересчёта и уповать на компетентность прогописателя.

Сообщение отредактировал waver — 11.2.2014, 16:50

Нормативы должен знать каждый: параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома

Жители многоквартирных домов в холодное время года чаще доверяют поддержание температуры в комнатах уже установленным батареям центрального отопления.

В этом преимущество городских многоэтажек перед частным сектором — с середины октября и до конца апреля коммунальные службы заботятся о постоянном обогреве жилых помещений. Но не всегда их работа безупречна.

Многие сталкивались с недостаточно горячими трубами в зимние морозы, и с настоящей тепловой атакой весной. На самом деле, оптимальная температура квартиры в разное время года определена централизованно, и должна соответствовать принятому ГОСТу.

Нормативы отопления ПП РФ № 354 от 06.05.2011 и ГОСТ

6 мая 2011 года было издано Правительственное Постановление, которое действует по сей день. Согласно ему, отопительный сезон зависит не столько от времени года, сколько от температуры воздуха на улице.

Центральное отопление начинает работать при условии, что внешний термометр показывает отметку ниже 8 °C, и похолодание длится не менее пяти суток.

На шестой день трубы уже начинают обогрев помещений. Если в течение указанного времени наступило потепление, отопительный сезон откладывается. Во всех частях страны, батареи радуют своим теплом с середины осени и поддерживают комфортную температуру до конца апреля.

Если морозы наступили, а трубы остаются холодными, это может быть результатом неполадок в системе. В случае глобальной поломки или незавершённых ремонтных работ придётся воспользоваться дополнительным обогревателем, пока неисправность не будет устранена.

Если проблема заключается в заполнивших батареи воздушных пробках, то обращаются в эксплуатирующую компанию. В течение суток после подачи заявки приедет закреплённый за домом сантехник и «продует» проблемный участок.

Стандарт и нормы допустимых значений температуры воздуха прописаны в документе «ГОСТ Р 51617-200. Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические сведения». Диапазон прогрева воздуха в квартире может варьироваться от 10 до 25 °C, в зависимости от назначения каждого отапливаемого помещения.

    Жилые комнаты, к которым относятся гостиные, спальни кабинеты и подобные, должны быть нагреты до 22 °C. Возможно колебание этой отметки до 20 °C, особенно в холодных угловых помещениях. Максимальное значение термометра не должно превышать 24 °C.

Оптимальной считается температура от 19 до 21 °C, но допускается охлаждение зоны до 18 °C или интенсивный нагрев до 26 °C.

  • Туалет повторяет температурный диапазон кухни. Но, ванная комната, или смежный санузел, считаются помещениями с повышенным уровнем влажности. Прогреваться эта часть квартиры может до 26 °C, а охлаждаться до 18 °C. Хотя, даже при оптимально допустимом значении в 20 °C использовать ванну по назначению неуютно.
  • Комфортным диапазоном температуры для коридоров считается 18–20 °C. Но, уменьшение отметки до 16 °C признано вполне терпимым.
  • Показатели в кладовых могут быть ещё ниже. Хотя оптимальные пределы — от 16 до 18 °C, отметки 12 или 22 °C не выходят за границы нормы.
  • Войдя в подъезд, жилец дома может рассчитывать на температуру воздуха не ниже 16 °C.
  • В лифте человек находится совсем недолго, отсюда и оптимальная температура всего в 5 °C.
  • Самые холодные места многоэтажки — подвал и чердак. Температура здесь может понижаться до 4 °C.

Тепло в доме зависит и от времени суток. Официально признано, что во сне человек нуждается в меньшем количестве тепла. Исходя из этого, понижение температуры в комнатах на 3 градуса с 00.00 часов до 05.00 утра не считается нарушением.

Режимы течения в отопительном приборе из гладких стальных труб

В статье рассматриваются режимы течения в отопительных приборах из гладких стальных труб. Авторами определены наиболее часто встречающиеся режимы движения теплоносителя в трубах отопительных регистров. Для проектируемых систем отопления это позволит снизить металлоемкость и рационально отдавать тепловую энергию в отапливаемые помещения.

Рис. 1. Зависимость строительной высоты отопительного прибора от диаметра труб в регистре

Табл. 1. Расчет чисел Рейнольдса Re*

Обычно в системах отопления зданий тепловая энергия недостаточно эффективно отдается отапливаемым помещениям, поэтому разработка мероприятий по ее рациональной отдаче является актуальной задачей. Рациональная и эффективная передача тепловой энергии от теплоносителя в отапливаемое помещение закладывается при проектировании отопительных приборов систем отопления зданий и реализуется при выполнении строительно-монтажных работ и эксплуатации систем.

Читайте также  Содержание железа в воде из скважины норма

Отопительные приборы являются основным и самым массовым оборудованием систем отопления. Во многих производственных зданиях применяют отопительные приборы, изготовленные из гладких или оребренных труб. В помещениях производственных зданий категории Б и В–В3, где выделяется горючая пыль, в системах водяного отопления регламентируется принимать отопительные приборы с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку, — приборы из гладких стальных труб в виде регистров [1].

Эти приборы восполняют тепловые потери в помещениях и определяют не только металлоемкость системы отопления, но и эффективность передачи тепловой энергии в отапливаемые помещения. Габариты отопительных приборов, изготовленных из труб в виде регистра, зависят от диаметра, числа рядов, и определяются расчетами. Высота и длина отопительных приборов определяются в зависимости от конструктивновозможных размеров при размещении их в помещении. Исходя из габаритов строительных конструкций помещения здания, монтажная высота устанавливаемых отопительных приборов может составлять 0,3–2,0 м, а длина определяется размерами окон или пролетов здания.

Так, для помещений административно-бытовых корпусов промышленных предприятий регистры изготавливают из труб Dy 32–100, а в производственных цехах это могут быть отопительные приборы из труб от Dy 100 до Dy 200. Для регистров, исходя из стандартных размеров стальных гладких труб, рассчитаны конструктивные габариты отопительных приборов.

По результатам расчетов приведена зависимость монтажной высоты отопительного прибора от диаметра труб в регистре. В трубные регистры теплоноситель поступает по подводящим трубам (подводкам), диаметры которых dтр принимаются равными 15, 20 и 25 мм и более. На рис. 1 выделена область габаритов трубных регистров наиболее часто применяемых в практике систем водяного отопления.

Это регистры из труб диаметром от Dy 50 до Dy 200 со строительной высотой 0,3–2,0 м. В трубах регистра в зависимости от скорости потока и температуры теплоносителя могут формироваться ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения. Также в трубах могут иметь место зоны вышеуказанных течений. Количество тепловой энергии, передаваемое в отапливаемое помещение, определяется коэффициентом теплопередачи k [Вт/(м 2 ⋅К)].

Количество теплоты отдаваемой отопительным прибором в отапливаемое помещение, зависит от условий внутреннего и внешнего теплообмена, определяемых коэффициентами теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности изменчив и зависит от скорости движения и температуры теплоносителя, которые и определяют режим течения. Термическое сопротивление стенки трубы зависит от материала, ее толщины и незначительно по сравнению с сопротивлением теплообмена на поверхности (рис. 1).

Считается, что в воздушно-водяных теплообменниках, к которым относятся трубные регистры, сопротивление на внутренней поверхности и сопротивление стенки достаточно малы, поэтому без большой погрешности коэффициент теплопередачи отопительного прибора можно принимать равным коэффициенту теплоотдачи от внешней поверхности стенки [5].

Однако известно, что внутренние условия течения жидкости в трубе при определенных режимах течения также влияют на коэффициент теплопередачи прибора [2, 4]. Для трубных регистров, имеющих наиболее распространенные габариты, применяемые в практике водяных систем отопления зданий, рассчитаны режимы течения теплоносителя. Расчеты выполнялись для отопительных трубчатых приборов, имеющих различные размеры (диаметры труб регистра, диаметры подводок) при максимально-допустимой скорости воды в подводящих трубах и расчетной температуре теплоносителя. Конструктивные размеры приборов приняты из условия, что теплоотдающие поверхности изготовлены из стандартных труб Dy 50–200, а трубы, подводящие теплоноситель, имеют диаметр dтр = 15, 20 и 25 мм.

При выполнении расчетов выбирались габариты приборов, которые попадают в область применяемых трубных регистров в практике систем отопления, в соответствии с рис. 1. Скорость движения теплоносителя в трубопроводах систем водяного отопления принималась в зависимости от допустимого эквивалентного уровня звука в помещениях [3]. Наиболее скоростными участками в трубах систем отопления являются подводки.

В связи с этим расходы теплоносителя в трубах регистров рассчитаны исходя из максимальных значений скорости воды в подводках приборов. Скорость воды в трубных подводках к отопительным приборам составляет [3]: w = 0,30–0,4 м/с для dтр = 15 мм; w = 0,5– 0,65 м/с для dтр = 20 мм; w = 0,80–1,5 м/с для dтр = 25 мм. Режимы течения теплоносителя в трубах теплоотдающих поверхностей определены по величинам чисел Re. Величины Re определены при температуре воды в приборе 150–70 °C и кинематической вязкости ν = 0,272 × 10–6 м 2 /с.

Результаты расчетов чисел Re для некоторых типоразмеров приборов, входящих в область применяемых трубных регистров в практике систем отопления и имеющих диаметры подводок dтр = 15, 20 и 25 мм, с соответствующей им скоростью потока воды w = 0,4; 0,55 и 1,2 м/с, наглядно приведены в табл. 1. В этой таблице выделены области режимов течения теплоносителя в трубах отопительных приборов.

Верхняя часть таблиц отражает турбулентный режим, средняя — переходный, а нижняя — ламинарный режимы течения. При dтр = 0,015 м и w = 0,4 м/с в таблице показаны две области переходного и ламинарного течения, а при dтр = 0,02 м, w = 0,55 м/с и dтр = 0,025 м, w = 1,2 м/с — все три области, включая область развитого турбулентного течения. Анализ табл. 1 показывает, что в условиях подачи теплоносителя по подводкам dтр = 15, 20 и 25 мм для габаритов отопительных приборов, попадающих в область применяемых в практике систем отопления (рис. 1), в трубах теплоотдающих поверхностей преобладают ламинарный и переходный режимы течения.

Анализ полученных результатов показал, что при диаметре подводок dтр = 15 мм в трубах регистров практически всех типоразмеров приборов (при максимальной температуре теплоносителя) наблюдается ламинарный режим течения, который составляет 85,7 %. Переходный режим составляет 14,3 %, а турбулентный режим отсутствует. Для регистров с диаметрами подводок dтр = 20 мм ламинарный режим составляет — 45,56 %, переходный — 53,71 % и совсем незначительно — 0,73 % турбулентный режим течения.

В регистрах с подводками dтр = 25 мм ламинарный режим составляет 3,3 %, переходный — 76,7 % и турбулентный — 20,0 %. Итак, в трубных регистрах, применяемых в практике отопления зданий, преобладает ламинарный режим, в меньшей степени — переходный, и крайне редко — турбулентный режим течения теплоносителя.

При проектировании приборов из труб для определения величины теплового потока, передаваемого в помещение от регистров в условиях доминирующей роли теплообмена на внешней поверхности труб, следует учитывать режимы течения теплоносителя, определяющие условия теплообмена на их внутренней поверхности. В проектируемых системах отопления это позволит снижать металлоемкость и рационально отдавать тепловую энергию.

Гидравлический расчет системы отопления: главные цели и задачи выполнения данного действия

Эффективность отопительной системы вовсе не гарантируют качественные трубы и высокопроизводительный теплогенератор.

Наличие ошибок, допущенных при монтаже, может свести на нет работу котла, работающего на полную мощность: либо в помещениях будет холодно, либо затраты на энергоносители будут неоправданно высокими.

Поэтому важно начинать с разработки проекта, одним из важнейших разделов которого является гидравлический расчет системы отопления.

Расчет гидравлики водяной системы отопления

Теплоноситель циркулирует по системе под давлением, которое не является постоянной величиной. Оно снижается из-за наличия сил трения воды о стенки труб, сопротивления на трубной арматуре и фитингах. Домовладелец также вносит свою лепту, корректируя распределение тепла по отдельным помещениям.

Давление растет, если температура нагрева теплоносителя повышается и наоборот – падает при ее снижении.

Чтобы избежать разбалансировки отопительной системы, необходимо создать условия, при которых к каждому радиатору поступает столько теплоносителя, сколько необходимо для поддержания заданной температуры и восполнения неизбежных теплопотерь.

Главной целью гидравлического расчета является приведение в соответствие расчетных расходов по сети с фактическими или эксплуатационными.

На данном этапе проектирования определяются:

  • диаметр труб и их пропускная способность;
  • местные потери давления по отдельным участкам системы отопления;
  • требования гидравлической увязки;
  • потери давления по всей системе (общие);
  • оптимальный расход теплоносителя.

Для производства гидравлического расчета необходимо проделать некую подготовку:

  1. Собрать исходные данные и систематизировать их.
  2. Выбрать методику расчета.

Первым делом проектировщик изучает теплотехнические параметры объекта и выполняет теплотехнический расчет. В итоге у него появляется информация о количестве тепла, необходимом для каждого помещения. После этого выбираются отопительные приборы и источник тепла.

Схематичное изображение отопительной системы в частном доме

На стадии разработки принимается решение о типе отопительной системы и особенностях ее балансировки, подбираются трубы и арматура. По окончании составляется аксонометрическая схема разводки, разрабатываются планы помещений с указанием:

  • мощности радиаторов;
  • расхода теплоносителя;
  • расстановки теплового оборудования и пр.
Читайте также  Давление воды в котле отопления норма

Расчет диаметра труб

Расчет сечения труб должен опираться на результаты теплового расчета, обоснованные экономически:

  • для двухтрубной системы – разность между tr (горячим теплоносителем) и to (охлажденным – обраткой);
  • для однотрубной – расход теплоносителя G, кг/ч.

Кроме того, в расчете должна учитываться скорость движения рабочей жидкости (теплоносителя) – V . Ее оптимальная величина находится в диапазоне 0,3-0,7 м/с. Скорость обратно пропорциональна внутреннему диаметру трубы.

При скорости движения воды, равной 0,6 м/с в системе появляется характерный шум, если же она менее 0,2 м/с, появляется риск возникновения воздушных пробок.

Для расчетов потребуется еще одна скоростная характеристика – скорость теплопотока. Она обозначается буквой Q, измеряется в ваттах и выражается в количестве тепла, переданного в единицу времени

Q (Вт) = W (Дж)/t (с)

Кроме вышеперечисленных исходных данных для расчета потребуются параметры отопительной системы – длина каждого участка с указанием приборов, подключенных к нему. Эти данные для удобства можно свести в таблицу, пример которой приведен ниже.

Таблица параметров участков

Обозначение участка Длина участка в метрах Количество приборов а участке, шт.
1-2 1,8 1
2-3 3,0 1
3-4 2,8 2
4-5 2,9 2

Расчет диаметров труб достаточно сложный, поэтому проще воспользоваться справочными таблицами. Их можно найти на сайтах производителей труб, в СНиП или специальной литературе.

Монтажники при подборе диаметра труб пользуются правилом, выведенным на основании анализа большого числа отопительных систем. Правда, это касается только небольших частных домов и квартир. Практически все отопительные котлы оборудованы патрубками подачи и обратки ¾ и ½ дюйма. Такой трубой и выполняется разводка до первого разветвления. Далее на каждом участке размер трубы уменьшают на один шаг.

Вычисление местных сопротивлений

Местные сопротивления возникают в трубе и арматуре. На величину данных показателей влияют:

  • шероховатость внутренней поверхности трубы;
  • наличие мест расширения или сужения внутреннего диаметра трубопровода;
  • повороты;
  • протяженность;
  • наличие тройников, шаровых кранов, приборов балансировки и их количество.

Сопротивление рассчитывается для каждого участка, который характеризуется постоянным диаметром и неизменным расходом теплоносителя (в соответствии с тепловым балансом помещения).

Исходные данные для расчета:

  • длина расчетного участка – l, м;
  • диаметр трубы – d, мм;
  • заданная скорость теплоносителя – u, мм;
  • характеристики регулирующей арматуры, предоставляемые производителем;
  • коэффициент трения (зависит от материала трубы), λ;
  • потери на трение – ∆Pl, Па;
  • плотность теплоносителя (расчетная) – ρ = 971,8 кг/м 3 ;
  • толщина стенки трубы – dн х δ, мм;
  • эквивалентная шероховатость трубы – kэ, мм.

Гидравлическое сопротивление – ∆P на участке сети рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха.

Символ ξ в формуле означает коэффициент местного сопротивления.

Если в доме стоит печка, отопить она сможет лишь небольшое помещение. Установка батарей отопления в частном доме большой площади обязательна, так как в противном случае отдаленные от печи комнаты отапливаться не будут.

Основные характеристики газового котла Buderus представлены в этом обзоре.

О том, как запустить газовый котел, расскажем в этой статье.

Гидравлическая увязка

Балансировка перепадов давления в отопительной системе выполняется посредством регулирующей и запорной арматуры.

Гидравлическая увязка системы производится на основании:

  • проектной нагрузки (массового расхода теплоносителя);
  • данных производителей труб по динамическому сопротивлению;
  • количества местных сопротивлений на рассматриваемом участке;
  • технических характеристик арматуры.

Установочные характеристики – перепад давления, крепление, пропускная способность – задаются для каждого клапана. По ним определяют коэффициенты затекания теплоносителя в каждый стояк, а затем – в каждый прибор.

Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч, где

S – произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч), и приведенного коэффициента для местных сопротивлений участка (ξпр).

Приведенный коэффициент ξпр является суммой всех местных сопротивлений системы.

Определение потерь

Гидравлическое сопротивление главного циркуляционного кольца представляет собой сумму потерь его составляющих элементов:

  • первичного контура – ∆Plk;
  • местных систем – ∆Plм;
  • генератора тепла – ∆Pтг;
  • теплообменника ∆Pто.

Гидравлический расчет системы отопления – пример расчета

В качестве примера рассмотрим двухтрубную гравитационную систему отопления.

Исходные данные для расчета:

  • расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
  • параметры системы – tг = 75 0 С, tо = 60 0 С;
  • расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м 3 /ч;
  • присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
  • автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 80 0 С;
  • автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
  • система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).

Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.

На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.

На участке 1а установлен фильтр диаметром 65 мм и с пропускной способностью 55 м3/ч. Сопротивление этого элемента составит:

0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.

Варианты двухтрубной отопительной системы

Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.

Суммарные потери давления в системе снабжения теплом распределителей будут равняться 21514 Па или приблизительно 21,5 кПа.

Самодельная печь хорошо подойдет для обогрева дачного домика или подсобного помещения. Печка из газового баллона своими руками – смотрите инструкцию по изготовлению.

Как собрать пресс для топливных брикетов своими руками, вы узнаете в этой статье.

Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.

Видео на тему

Выбор оптимальной скорости теплоносителя в водяных тепловых сетях Текст научной статьи по специальности « Энергетика и рациональное природопользование»

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Е. Н. Шадрин, Н. А. Попов

Текст научной работы на тему «Выбор оптимальной скорости теплоносителя в водяных тепловых сетях»

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО __ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА___

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

Е. Н. ШАДРИН, Н. А. ПОПОВ

(Представлена научным семинаром теплоэнергетического факультета)

В связи с большими объемами строительства тепловых сетей важное значение приобретает правильный выбор расчетных параметров тепловых сетей, определяющих издержки производства при транспорте тепла.

Одной из основных величин, определяющих эти издержки, является удельная линейная потеря давления или, что то же самое, соответствующая ей скорость тепдоносителя со.

Опубликованная в литературе методика выбора оптимальной удельной потери напора является достаточно сложной и предполагает решение данного вопроса путем последовательного приближения. С другой стороны, нормы проектирования тепловых сетей [3], устанавливая верхний предел удельной линейной потери напора для магистральных теплопроводов в 80 н/л12м, не дают рекомендаций по ее выбору для местных конкретных условий. Поэтому проектные организации, не имея таких рекомендаций, в расчетах принимают средние значения удельной линейной потери напора, обычно в пределах 30—50 н1м2м, чему соответствует скорость теплоносителя в трубопроводах диаметром 200—1000 мм от 0,7 до 2,4 м/сек.

Такой произвольный выбор скорости воды может привести или к неоправданным напитало- и металлозатратам в тепловые сети, или к перерасходу средств на перекачку теплоносителя.

Поэтому оптимальную скорость воды ^необходимо в каждом конкретном случае из условия минимальных расчетных издержек производства на отпуск заданного количества тепла. При этом можно учитывать лишь изменяющиеся в зависимости от чю^ составляющие суммарных издержек, отнесенные к 1 м прокладки теплопроводов. К этим составляющим относятся расходы на перекачку теплоносителя 5пер, издержки, связанные с капитальными затратами в прокладку теплопроводов тепловых сетей насосную подстанцию и расходы на тепловые потери 5ТП.

+ 5Т + 5„ + 5ТП рубгод м. (1)

Оптимальная скорость теплоносителя найдется из условия:

год _ ^пер | л ^т ^ с13н ^ й

Изменяющуюся от кладке, приходящуюся на 1 м диаметра трубопровода; ёу—условный диаметр теплопровода, м. На рис. 1 по данным института „Теплоэлектропроект» [1 ] построен график зависимости стоимости прокладки двухтрубного теплопровода, в непроходных сборных бетонных каналах с сальниковыми компенсаторами и с изоляцией прямого и обратного трубопроводов минеральной ватой. Из графика видно, что величина

Читайте также  Вентиляция в кальянной нормы

О 0,1 0,2 ¿?3 0,4 0,5 0,6 0.7

Рис. I. Зависимость стоимости I м теплопроводов от их диаметров двухтрубных тепловых сетей с сальниковыми компенсаторами.

Тогда издержки, зависящие от капитальных затрат в теплопроводы, с учетом эффективности капитальных затрат, на метр прокладки теплопроводов двухтрубных тепловых сетей определяется следующим образом:

.где — ит — процент отчислений на амортизацию и текущий ремонт

по теплопроводам; 8 — коэффициент эффективности капитальных затрат.

Стоимость насосов с установкой и фундаментами может быть принята пропорциональной их мощности [2]

Здесь кн — стоимость насосов, приходящаяся на 1 кет установленной мощности, руб/квт. Тогда издержки производства, зависящие от капитальных затрат в сетевые насосы, с учетом эффективности капитальных затрат, выразятся, как

5н = -Чи„ + Ъ)кнУ°ЩРг;0*™15 = руб!годли (8)

Издержки, связанные с тепловыми потерями,

= то = —^ РУб1г°д М> ■ (9)

где д — средний тепловой поток от теплоносителя в окружающую среду, отнесенный к поверхности труб; А^ср — среднегодовая разность температур теплоносителя и окружающей теплопровод среды, °С; п — число часов работы тепловой сети, час/год; Р’ — коэффициент местных потерь тепла; р — стоимость потерянного тепла,руб/мдж.

Если уравнение (1) вместо входящих в него величин подставить из выражений 5, 6, 8, 9 их значения, то получим

5Г0Д = МЬ + руб/год м, (10)

Мъ= Мг+’М*, Ж6-Ж2 + ЛГ4. Для нахождения оптимальной скорости возьмем первую про-изводную —— и приравняем ее нулю. Тогда после нескольких

преобразований получим выражение для оптимальной скорости воды в тепловодах

Подставляя значение Мь и М0, получим

опт __ 3 Г 2-10″ [0,01 К -4- 8) а + 2-10

Если в формуле (11) принять среднее значение р = 978 кг/м3 Д/Ср= 75°С, п = 8760 час/год, то формула примет более простой вид:

опт з/ о,26 10,01 (ит-М) а + 3,6р’ цр . /10Ч

= 1 / —г о /; л ——— г 41 м/сек. (12)

Как видно из формулы (12), скорость воды в магистральных тепло-водах не зависит ни от количества перекачиваемой воды, ни от протяженности магистральных теплопроводов, а является функцией таких экономических категорий, как стоимость 1 м прокладки теплопроводов, стоимость электроэнергии и тепла, стоимость установленного кет мощности сетевых насосов, число часов использования установленной мощности сетевых насосов, процента отчислений на амортизацию и текущий ремонт по теплопроводам, насосной, коэффициенты местных гидравлических и тепловых потерь, коэффициент трения, тепловой поток.

Если считать, что величины и7, ин и 8 на данном этапе оста-

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Скорости воды, выбираемые при гидравлических расчетах магистральных теплопроводов в тепловых сетях в соответствии с нормами проектирования, являются заниженными, и их выбор должен основы-

4. Заказ 4594. 49

ваться на технико-экономических расчетах, учитывающих конкретные местные условия.

2. Так как оптимальные скорости теплоносителя выше принимав-

мых в настоящее время, то расчет тепловых сетей по приведет

к снижению капитало- и металлозатрат.

3. Ввиду разнообразия климатических условий, приводящих к большому отличию коэффициента использования установленной мощности теплофикационного оборудования, нельзя принимать одинаковые скорости воды в магистральных теплопроводах в разных районах страны.

4. Скорости воды в существующих тепловых сетях, при нормальном их содержании, могут при необходимости увеличения их пропускной способности доводиться до экономически выгодных.

1. Укрупненные показатели сметной стоимости строительства (в ценах и нормах 1955 г.), ч. VII. Внешние тепловые сети, Изд. ВТПИ, ТЭП, Москва, 1956.

2. Е. Н. Шадрин. Выбор оптимальной скорости воды в циркуляционных водоводах, Известия вузов СССР — Энергетика. Минск, № 5, 1963.

3. Строительные нормы и правила, часть II, раздел Г, глава 10. Тепловые сети. Нормы проектирования. (СНиП, П-Г-10-62), Москва, 1964.

Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

8. Расчет водопроводной сети горячей воды

8.1. Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды

с учетом циркуляционного расхода, л/с, определяемого по формуле

(14)

где — коэффициент, принимаемый: для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка по обязательному приложению 5;

для остальных участков сети — равным 0.

8.2. Циркуляционный расход горячей воды в системе , л/с, следует определять по формуле

(15)

где — коэффициент разрегулировки циркуляции;

— теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт;

— разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, °С.

Значения и в зависимости от схемы горячего водоснабжения следует принимать:

для систем, в которых не предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам, величину следует определять по подающим и разводящим трубопроводам при = 10°С и = 1;

для систем, в которых предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам с переменным сопротивлением циркуляционных стояков, величину следует определять по подающим разводящим трубопроводам и водоразборным стоякам при = 10°С и = 1; при одинаковом сопротивлении секционных узлов или стояков величину следует определять по водоразборным стоякам при = 8,5°С и = 1,3;

для водоразборного стояка или секционного узла теплопотери следует определять по подающим трубопроводам, включая кольцующую перемычку, принимая = 8,5°С и = 1.

8.3. Потери напора на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять:

для систем, где не требуется учитывать зарастание труб, — в соответствии с п.7.7;

для систем с учетом зарастания труб — по формуле

(16)

где i — удельные потери напора, принимаемые согласно рекомендуемому приложению 6;

— 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 и циркуляционных стояков.

8.4. Скорость движения воды следует принимать в соответствии с п. 7.6.

8.5. Потери напора в подающих и циркуляционных трубопроводах от водонагревателя до наиболее удаленных водоразборных или циркуляционных стояков каждой ветви системы не должны отличаться для разных ветвей более чем на 10%.

8.6. При невозможности увязки давлений в сети трубопроводов систем горячего водоснабжения путем соответствующего подбора диаметров труб следует предусматривать установку регуляторов температуры или диафрагм на циркуляционном трубопроводе системы.

Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм. Если по расчету диаметр диафрагм необходимо принимать менее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать установку кранов для регулирования давления.

Диаметр отверстий регулирующих диафрагм рекомендуется определять по формуле

(17)

или по номограмме 6 рекомендуемого приложения 4.

8.7. В системах с одинаковым сопротивлением секционных узлов или стояков суммарные потери давления по подающему и циркуляционному трубопроводам в пределах между первым и последним стояками при циркуляционных расходах должны в 1,6 раза превышать потери давления в секционном узле или стояке при разрегулировке циркуляции = 1,3.

Диаметры трубопроводов циркуляционных стояков следует определять в соответствии с требованиями п. 7.6 при условии, чтобы при циркуляционных расходах в стояках или секционных узлах, определенных в соответствии с п. 8.2, потери давления между точками присоединения их к распределительному подающему и сборному циркуляционному трубопроводам не отличались более чем на 10%.

8.8. В системах горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым тепловым сетям, потери давления в секционных узлах при расчетном циркуляционном расходе следует принимать 0,03-0,06 МПа (0,3-0,6 кгс/кв.см).

8.9. В системах горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из трубопроводов тепловой сети потери давления в сети трубопроводов следует определять с учетом напора в обратном трубопроводе тепловой сети.

Потери давления в циркуляционном кольце трубопроводов системы при циркуляционном расходе не должны, как правило, превышать 0,02 МПа (0,2 кгс/кв.см).

8.10. В душевых с числом душевых сеток более трех распределительный трубопровод следует, как правило, предусматривать закольцованным.

Одностороннюю подачу горячей воды допускается предусматривать при коллекторном распределении.

8.11. При зонировании систем горячего водоснабжения допускается предусматривать возможность организации в ночное время естественной циркуляции горячей воды в верхней зоне.