4.4 Установки для повышения давления:
Для обеспечения небольшой разницы давлений на подводках холодной и горячей воды стабильно в процессе эксплуатации, принимаю общую установку повышения давления для холодной и горячей воды, установленную после водомерного узла, перед разделением систем на холодное и горячее водоснабжение. Конструкция установки приведена в разделе В1.
4.5 Водомерный узел:
Принимается на ответвлении от труб холодной воды к водонагревателю. Для контроля общего водопотребления горячей воды на объекте и расчета с водоканалом, в каждом здании на подающем и обратном трубопроводе, для расчета между собственниками здания. В квартирах предусматриваю счетчики на ответвлении от стояка для учета потребления горячей воды и расчета между управляющей организацией и собственниками квартиры. Конструкция счетчиков и водомерных узлов (см. рис. 7).
4.6 Ввод:
Ввод и подача воды горячего водоснабжения осуществляется через тот же ввод, что и В1.
4.7 Устройство для нагрева воды:
В микрорайоне имеется централизованная система теплоснабжения достаточной тепловой мощности, поэтому принимается скоростной водонагреватель, обеспечивающий быстрый нагрев расчетного расхода воды, имеющий развитую поверхность теплопередачи, которая обеспечивает тепловой поток достаточной мощности для быстрого повышения температуры холодной воды (5-15оС) до расчетной температуры горячей воды (60-75оС). Принимаются кожухотрубные (пластинчатые) водонагреватели. Водонагреватель оборудуется надежной автоматикой, обеспечивающей поддержание постоянной температуры горячей воды при резком изменении расхода на водоразбор. Для исключения мгновенного вскипания на теплопередающей поверхности при уменьшении водоразбора, что может привести к выпадению солей жесткости и быстрому зарастанию водонагревателя, принимается быстродействующая система регулирования температуры горячей воды на выходе из водонагревателя. Водонагреватели первой и второй зоны размещаются в ЦТП рядом с нагревателями системы отопления.
Полотенцесушитель:
Размещаются в ванной комнате для увеличения температуры до 26-28оС. Полотенцесушитель устанавливается на стене (на высоте 1,5м). Полотенцесушитель используется также для компенсации температурных удлинений стояка горячей воды, которые возникают при изменении температур горячей воды, опорожнении системы в аварийных ситуациях, а также при отказе работы и ремонте водонагревателя. При использовании пластмассовых труб удлинение стояка в 12 этажном здании при расчетном перепаде температур 50оС могут достигать 20-40см. в зависимости от вида пластмасс.
4.8 Высотная привязка системы т3,т4.
Представлена на рис. 14.
Расчет т3, т4
Расчетные расходы горячей воды в режиме водоразбора:
Верхней зоны (для всех 3-х зданий):
qсутТ3=130·1512=196,6 м3/сут;
qср.часТ3=196,6/24=8,19 м3/ч;
qmax.часТ3=0,005·20,8·200=20,8 м3/ч;
qТ3с=5·7,7·0,2=7,7 л/с;
Нижней зоны (для всех 3-х зданий):
qсутТ3=130·756=98,3 м3/сут;
qср.часТ3=98,3/24=4,09 м3/ч;
qmax.часТ3=0,005·11,65·200=11,65 м3/ч;
qТ3с=5·4,61·0,2=4,61 л/с;
Расходы для верхней зоны (для одного здания):
qсутТ3=130·504=65,52 м3/сут;
qср.чТ3=130·504/24=2,73 м3/час;
qmax.часТ3=0,005·8,4·200=8,4 м3/ч;
qТ3с=5·3,45·0,2=3,45 л/с;
Расходы для нижней зоны (для одного здания):
qсутТ3=130·252=32,76 м3/сут;
qср.чТ3=130·252/24=1,36 м3/час;
qmax.часТ3=0,005·4,99·200=4,99 м3/ч;
qТ3с=5·2,17·0,2=2,17 л/с;
Рис. 14. Высотная схема системы В1,В2,В11
Расчетные расходы тепла (для верхней зоны):
На водоразбор:
QТ3= с··qT3·(tT3-tВ1)
С=4,18 кДж/(кг · С)
=1000кг/м3
TТ3=55С
TВ1=5С
QТ3сут=4,18·1000·65,52·(55-5)=13693680 кДж/сут
QТ3ср.час=4,18·1000·2,73·(55-5)=570570 кДж/час
QТ3max.час=4,18·1000·8,4·(55-5)=1755600 кДж/час
QТ3с=4,18·1·3,45·(55-5) =721,05 кДж/с
Теплопотери в системе:
QтпТ4=КтпТ4··di·Li·(1-)·(tT3-t0окр.ср.)
KтпТ4 – коэффициент теплопроводности материала труб
- коэффициент эффективности теплоизоляции
В связи с тем, что неизвестны диаметры трубопроводов, которые будут определены далее, потери тепла по укрупненной формуле:
QтпТ4 = КтпТ4·QT3
КтпТ4 – укрупненный коэффициент теплопотерь, определяемый в зависимости от наличия полотенцесушителей, протяженности квартирных сетей, принимаем=0,25
QтпТ4 = 0,25*13693680 = 3423420 кДж/сут;
Общий расход тепла:
QтпТ4,Т3 = (1+КтпТ4)·QT3 = (1+0,25)* 13693680 = 17117100 кДж/сут;
Расчетные расходы тепла (для нижней зоны):
На водоразбор:
QТ3= с··qT3·(tT3-tВ1)
С=4,18 кДж/(кг · С)
=1000кг/м3
TТ3=55С
TВ1=5С
QТ3сут=4,18·1000·32,76·(55-5)=6846840 кДж/сут
QТ3ср.час=4,18·1000·1,36·(55-5)=284240 кДж/час
QТ3max.час=4,18·1000·4,99·(55-5)=1042910 кДж/час
QТ3с=4,18·1·2,17·(55-5) =453,53 кДж/с
Теплопотери в системе:
QтпТ4=КтпТ4··di·Li·(1-)·(tT3-t0окр.ср.)
KтпТ4 – коэффициент теплопроводности материала труб
- коэффициент эффективности теплоизоляции
В связи с тем, что неизвестны диаметры трубопроводов, которые будут определены далее, потери тепла по укрупненной формуле:
QтпТ4 = КтпТ4·QT3
КтпТ4 – укрупненный коэффициент теплопотерь, определяемый в зависимости от наличия полотенцесушителей, протяженности квартирных сетей, принимаем=0,25
QтпТ4 = 0,25*6846840 = 1711710 кДж/сут;
Общий расход тепла:
QтпТ4,Т3 = (1+КтпТ4)·QT3 = (1+0,25)* 6846840 = 8558550 кДж/сут;
Гидравлический расчет элементов Т3, Т4 в режиме водоразбора
Ввод:
hввТ3 = hввВ0 = 0,9106 м.вод.ст.
Водомерный узел:
На вводе в систему:
hвуТ3 = hвуВ0 = 0,26 м.вод.ст.
На ответвлении к водонагревателю (II зона):
qВ0рас = 8,19 м3/ч qэ = 12 м3/ч d = 50 мм –турбинный S=0,011
hвуТ3II = Sq2= 0,011·(27,72)2 = 8,45 не подходит т.к. потери > 2,5м
q = 7,7·3,6 = 27,72 м3/ч
qВ0рас = 8,19 м3/ч qэ = 36 м3/ч d = 80 мм –турбинный S=0,002
hвуТ3II = Sq2= 0,002·(27,72)2 = 1,53 подходит т.к. потери < 2,5м
q = 7,7·3,6 = 27,72 м3/ч
На подающей магистрали в здании (II зона):
qВ0рас = 2,73 м3/ч qэ = 12 м3/ч d = 50 мм –турбинный S=0,011
hвуТ3IIп = Sq2= 0,011·(12,46)2 = 1,7 подходит т.к. потери < 2,5м
q =3,46 ·3,6 = 12,46 м3/ч
В квартире на Т3 (II зона):
qВ0рас = 0,02 м3/ч qэ = 1,2 м3/ч d = 15 мм –крыльчатый S=1,11
hвуТ3кв = Sq2= 1,11·(1,008)2 = 1,13 подходит т.к. потери < 5м
q =0,28 ·3,6 = 1,001 м3/ч
На ответвлении к водонагревателю (I зона):
qВ0рас = 4,09 м3/ч qэ = 17 м3/ч d = 65 мм –турбинный S=0,0063
hвуТ3II = Sq2= 0,0063·(16,6)2 = 1,73 не подходит т.к. потери < 2,5м
q = 4,61·3,6 = 16,6 м3/ч
На подающей магистрали в здании (I зона):
qВ0рас = 1,36 м3/ч qэ = 12 м3/ч d = 50 мм –турбинный S=0,011
hвуТ3IIп = Sq2= 0,011·(7,81)2 = 0,09 подходит т.к. потери < 2,5м
q =2,17 ·3,6 = 7,81 м3/ч
В квартире на Т3 (I зона):
qВ0рас = 0,02 м3/ч qэ = 1,2 м3/ч d = 15 мм –крыльчатый S=1,11
hвуТ3кв = Sq2= 1,11·(1,008)2 = 1,13 подходит т.к. потери < 5м
q =0,28 ·3,6 = 1,001 м3/ч
Водонагреватель (II зона):
Подбирается и рассчитывается на мах часовой расход тепла.
QвнТ3 = с··qчТ3·(tT3-tВ1)*(1+Kтп) = 4,18*1000*20,8*(55-5)*(1+0,25) = 5434000 кДж*/ч
Определяется расход нагреваемой воды:
Qвн = QТ3/ с·*( tT3-tВ1) = 26 м3/ч = 0,0072м3/с
Определяется площадь сечения трубок водонагревателя:
fтр=qн.в./V = 0,0072м2
По этим данным подбирается кожухотрубный водонагреватель 140СТ – 34588-68.
Для определения необходимых секций вычисляется площадь теплопередающей поверхности:
Fтп=·QТ3 /(· Кт.пер·t), где
- коэффициент запаса, учитывающий возможное превышение нагрузки над расчетной = 1,1;
- коэффициент учитывающий снижение теплопередачи при зарастании теплопередающих поверхностей = 0,8
Кт.пер – коэффициент теплопередачи материала теплообменных трубок = 2900 для стали;
t – среднелогарифмическая разность температуры нагреваемой и нагревающей среды, различна для лета и зимы, т.к. теплоноситель и нагреваемая вода движутся в противотоке t рассчитываем по формуле:
t=(tб-tм)/(ln(tб/tм)
Рис.15. Схема движения теплоносителя и нагреваемой воды в водонагревателе и распределения температур летом (б) и зимой (а).
для летнего режима: tб = 10оС
tм = 30оС
для зимнего режима: tб = 45оС
tм = 65 оС
для летнего режима: Fтп = 1,1*5434000000*/(0,8*2900*18,2*3600) = 39,32 м2
для зимнего режима: Fтп = 1,1*54340000000*/(0,8*2900*54,39*3600) = 13,16 м2
Определяется количество секций водонагревателя:
nсекц = F/Fсекц = 39,32/20,3 = 1,94 (принято 2 секции)
Потери давления в водонагревателе:
hвнТ3 = nсекц*Ксекц*Кзар*(VТ3)2 = 2*0,75*5*(0,34)2 = 0,87 м
Водонагреватель (I зона):
Подбираем и рассчитываем на мах часовой расход тепла.
QвнТ3 = с··qчТ3·(tT3-tВ1)*(1+Kтп) = 4,18*1000*11,65*(55-5)*(1+0,25) = 3043562 кДж*/ч
Определяем расход нагреваемой воды:
Qвн = QТ3/ с·*( tT3-tВ1) = 14,6 м3/ч = 0,0040м3/с
Определяем площадь сечения трубок водонагревателя:
fтр=qн.в./V = 0,0040м2
По этим данным подобрали кожухотрубный водонагреватель 120СТ – 34588-68.
Для определения необходимых секций вычисляем площадь теплопередающей поверхности:
Fтп=·QТ3 /(· Кт.пер·t), где
- коэффициент запаса, учитывающий возможное превышение нагрузки над расчетной = 1,1;
- коэффициент учитывающий снижение теплопередачи при зарастании теплопередающих поверхностей = 0,8
Кт.пер – коэффициент теплопередачи материала теплообменных трубок = 2900 для стали;
t – среднелогарифмическая разность температуры нагреваемой и нагревающей среды, различна для лета и зимы, т.к. теплоноситель и нагреваемая вода движутся в противотоке t рассчитываем по формуле:
t=(tб-tм)/(ln(tб/tм)
для летнего режима: tб = 10оС
tм = 30 оС
для зимнего режима: tб = 45оС
tм = 65 оС
для летнего режима: Fтп = 1,1*3043562000*/(0,8*2900*18,2*3600) = 22,02 м2
для зимнего режима: Fтп = 1,1*3043562000*/(0,8*2900*54,39*3600) = 7,37 м2
Определяется количество секций водонагревателя:
nсекц = F/Fсекц = 22,02/12 = 1,835 (принято 2 секции)
Потери давления в водонагревателе:
hвнТ3 = nсекц*Ксекц*Кзар*(VТ3)2 = 2*0,75*5*(0,33)2 = 0,82 м
Подающая водопроводная сеть Т3 (I и II зона):
Рассчитывается по направлению от водонагревателя по квартальной сети до расчетного здания, по магистрали здания до самого удаленного подающего стояка второй зоны до чердака, по разводящим трубам от подающего стояка до самого удаленного разводящего стояка и самого удаленного водоразборного прибора на верхнем этаже (см. аксонометрическую схему Т3).
Результаты гидравлического расчета приведены в таблице 6,7
Т
аблица
6
Таблица гидравлического расчёта подающей сети системы Т3 1-й зоны
N |
n участка |
L уч-ка, м |
N |
PВ1 |
P*NВ1 |
α |
q=5αq0 |
d, мм |
v, м/c |
Потери |
|||
i |
i*L |
kmc |
общие il(1+k) |
||||||||||
1 |
0-1 |
0,9 |
1 |
0,018 |
0,018 |
0,21 |
0,21 |
20 |
0,63 |
0,075 |
0,0675 |
0,5 |
0,10125 |
2 |
1-2 |
1,5 |
2 |
0,018 |
0,036 |
0,249 |
0,249 |
20 |
0,78 |
0,1106 |
0,1659 |
0,5 |
0,24885 |
3 |
2-3 |
0,7 |
3 |
0,018 |
0,054 |
0,28 |
0,28 |
25 |
0,54 |
0,04 |
0,028 |
0,5 |
0,042 |
4 |
3-4 |
12,6 |
18 |
0,018 |
0,324 |
0,24 |
0,554 |
40 |
0,44 |
0,0159 |
0,20034 |
0,5 |
0,30051 |
5 |
4-5 |
8,6 |
36 |
0,018 |
0,648 |
1,11 |
1,11 |
40 |
0,89 |
0,057 |
0,4902 |
0,2 |
0,58824 |
6 |
5-6 |
49,35 |
108 |
0,018 |
1,944 |
1,4 |
1,4 |
50 |
0,66 |
0,0238 |
1,17453 |
0,2 |
1,409436 |
7 |
6-ЦТП |
65,8 |
216 |
0,018 |
3,888 |
2,17 |
2,17 |
80 |
0,43 |
0,0055 |
0,3619 |
0,2 |
0,43428 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сумма |
3,124566 |
Таблица 7
Таблица гидравлического расчёта подающей сети системы Т3 2-й зоны
N |
Nуч-ка |
Lуч-ка |
Nh |
Ph |
NhPh |
α |
q=5αqо |
d,мм |
V, м/с |
Потери |
|||
i |
i*L |
kм.с |
общие |
||||||||||
1 |
0-1 |
0,9 |
1 |
0,018 |
0,018 |
0,21 |
0,21 |
20 |
0,63 |
0,075 |
0,0675 |
0,5 |
0,1013 |
2 |
1-2 |
1,5 |
2 |
0,018 |
0,036 |
0,249 |
0,249 |
20 |
0,78 |
0,1106 |
0,1659 |
0,5 |
0,2489 |
3 |
2-3 |
0,7 |
3 |
0,018 |
0,054 |
0,28 |
0,28 |
25 |
0,54 |
0,04 |
0,0280 |
0,5 |
0,0420 |
4 |
3-4 |
17,3 |
36 |
0,018 |
0,648 |
1,11 |
1,11 |
40 |
0,89 |
0,057 |
0,9861 |
0,5 |
1,4792 |
5 |
4-5 |
8,1 |
72 |
0,018 |
1,296 |
1,12 |
1,12 |
50 |
0,52 |
0,0155 |
0,1256 |
0,5 |
0,1883 |
6 |
5-6 |
90,3 |
216 |
0,018 |
3,888 |
2,17 |
2,17 |
80 |
0,43 |
0,0055 |
0,4967 |
0,2 |
0,5960 |
7 |
6-ЦТП |
65,8 |
432 |
0,018 |
7,776 |
3,46 |
3,46 |
90 |
0,51 |
0,00725 |
0,4771 |
0,2 |
0,5725 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сумма |
3,2280 |
Требуемое давление Т3 (II зона):
HтрТ3 = HгТ3 + hрабТ3 + hсетиТ3*Кзар + hввТ3 + hвнТ3 + hвуТ3 = 76,06 м
Hг = дт - гв = (105,2 + (52,7 + 0,3 + 0,25)) – 103,3 = 55,15 м.
дт – отметка диктующей точки.
гв – отметка коллектора городского водопровода.
Требуемое давление Т3 (I зона):
HтрТ3 = HгТ3 + hрабТ3 + hсетиТ3*Кзар + hввТ3 + hвнТ3 + hвуТ3 = 37,71 м
Hг = дт - гв = (105,2 + (15,5 + 0,3 + 0,25)) – 103,3 = 17,95 м.
дт – отметка диктующей точки.
гв – отметка коллектора городского водопровода.
Проверка Т3 на работу в режиме циркуляции Т4.
Производится на час минимального водопотребления, когда поступление тепла в систему за счет водоразбора минимально и некомпенсирует теплопотери, что приводит к уменьшению температур в местах водоразбора ниже расчетного (50оС), поэтому циркуляционные расходы в этот период должны быть наибольшими для компенсации теплопотерь и поддержания во всех точках системы в местах водоразбора температур не ниже расчетных.
Водосчетчик на циркуляционной магистрали в здании (II зона)
qВ0рас = 16,4 м3/ч qэ = 17 м3/ч d = 65 мм –турбинный S=0,0063
hвуТ4IIп = Sq2= 0,0063·(0,468)2 = 0,001 подходит т.к. потери < 2,5м
q = 0,13·3,6 = 0,468м3/ч
Водосчетчик на циркуляционной магистрали в здании (I зона):
qВ0рас = 9 м3/ч qэ = 12 м3/ч d = 50 мм –турбинный S=0,011
hвуТ4IIп = Sq2= 0,011·(0,248)2 = 0,0007 подходит т.к. потери < 2,5м
q = 0,069·3,6 = 0,248м3/ч
Расчетные расходы Т4:
qТ4=QтпТ4/(с··tT4)
где QтпТ4 =·di·Kтп·Li·(tT3-tокр)·(1-)
tТ4=8-10С
Для упрощения расчетов возможно использование укрупненных удельных теплопотерь по таблицам в справочнике проектировщика в зависимости от диаметра, наличия теплоизоляции и перепада между температурами горячей и окружающей среды.
QтпТ4 = Qудi·Li*(1-)
Таблица теплопотерь приведена ниже (таблица 8,9):
Таблица 8