Geum.ru

Рекомендации авок р нп "авок" 1-2008 квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах apartment heating units in multicompartment buildings

Вид материалаРеферат
Методика гидравлического расчета СТС с КТП с зависимой схемой подключения контура отопления, с закрытой схемой ГВС
Г.1 Исходные данные для проведения расчета
Г.2 Выбор требуемой комплектации КТП
Г.3 Первая стадия расчета. Определение параметров КТП
Г.4 Выделение сегмента схемы теплоснабжения. Расчет ответвлений и теплоснабжающего стояка
G - расчетный расход теплоносителя, кг/с; S
T - расчетная разность температур; Q
Г.5 КТП в режиме отопления
Подобный материал:
1   2   3   4   5
Приложение Г
(справочное)

Методика гидравлического расчета СТС с КТП с зависимой схемой подключения контура отопления, с закрытой схемой ГВС

Приведен расчет применения схемы КТП с приоритетным режимом ГВС.

Целью расчета является определение расчетных напора и расхода сетевого насоса, а также диаметров участков разводящих сетей и настроек балансировочной арматуры ответвлений и КТП.

Г.1 Исходные данные для проведения расчета

Исходными данными являются:

- расчетная отопительная нагрузка отдельно взятой квартиры;

- гидравлическое сопротивление контура отопления отдельно взятой квартиры;

- расчетный температурный график СТС;

- материал трубопроводов и длины отдельных участков системы теплоснабжения;

- места установки КТП в системе;

- марка и модель запорной и балансировочной арматуры;

- марка и модель приборов учета тепловой энергии;

- расчетная температура холодной питьевой воды;

- расчетный секундный (минутный) расход горячей воды для каждой отдельно взятой квартиры.

В приложении рассматривается симметричная схема построения СТС дома.

Г.2 Выбор требуемой комплектации КТП

В зависимости от требований проекта схема КТП может включать различные дополнительные элементы. Комплектация КТП может влиять на его гидравлическое сопротивление. Возможные схемы КТП приведены в пункте 5.

Например, для теплоснабжения квартир принимаем КТП с т/о 35 кВт, который обеспечивает приготовление 12 л/мин. (0,2 л/с) питьевой воды при ее нагреве на 40 °С (также возможны другие режимы). Для ограничения расхода нагреваемой воды в КТП устанавливается дроссельная шайба на 12 л/мин.

При выборе температурного графика СТС следует руководствоваться тем, что температура теплоносителя Т11 для зимнего и летнего отопительных графиков отличается, но в то же время отличается температура холодной воды.



Рисунок Г. 1 - Расчетная схема СТС дома

Таблица Г.1 - Сравнение параметров КТП в режиме ГВС при температурных графиках СТС, применяемых в России

Наименование параметра
Зимний график
Летний график

Т11
90
65

Т22
15
15

В1
5
15

Т3
50
50

ТГВС
45
35

Расход Т11, л/ч
450
450

Расход В1, л/мин. (л/с)
12 (0,2)
10 (0,17) (коэффициент понижения потребления горячей воды в теплое время года 0,85)



Рисунок Г.2 - Диаграммы работы контура ГВС КТП для двух режимов нагрева питьевой воды

Г.3 Первая стадия расчета. Определение параметров КТП

Г.3.1 Расчет начинается с определения параметров для режима ГВС КТП, для которого характерен максимальный расчетный расход теплоносителя.

По диаграмме на рисунке Г.3. определяем соответствующий расход* теплоносителя Т11.

* Расчетный расход теплоносителя Т11 в режиме ГВС не должен превышать 1000 л/ч, т.к. это ведет к увеличению сопротивления контура и возможности возникновения шума в узлах КТП.

Например, производство 12 л/мин. горячей воды при нагреве исходной воды на 40 °С соответствует расходу теплоносителя 735 л/ч при расчетной температуре подающей линии 65 °С, согласно диаграмме на рисунке Г.3.

Г.3.2. По диаграмме на рисунке Г.4 определяем сопротивление КТП согласно определенному по диаграмме на рисунке Г.3 расходу теплоносителя Т11.

Примечание - При установке прибора учета тепловой энергии обязательно учитывается его гидравлическое сопротивление.

Согласно диаграмме «Потери напора - расход теплоносителя Т11 КТП в режиме ГВС» (рисунок Г.4), сопротивление контура ГВС КТП при расходе 735 л/ч составляет 0,29 бар (с ультразвуковым прибором учета тепловой энергии).



Рисунок Г.3 - Диаграмма «Расход теплоносителя Т11 - расход питьевой воды Т3 - мощность ГВС» в режиме ГВС КТП при различном уровне температуры подающей линии СТС. Нагрев питьевой воды на 40 °С (от 10 °С до 50 °С)



Рисунок Г.4 - Диаграмма «Потери напора - расход теплоносителя Т11 КТП в режиме ГВС»

Г.4 Выделение сегмента схемы теплоснабжения. Расчет ответвлений и теплоснабжающего стояка

При симметричной схеме СТС гидравлический расчет схемы выполняется последовательно, начиная с самого удаленного относительно источника теплоснабжения КТП (находящегося в наихудших гидравлических условиях). Если схема СТС несимметричная (что характерно для подавляющего большинства объектов), то отдельно выполняется расчет каждого стояка. Если установлены КТП различной мощности, то отдельно рассчитывается каждое ответвление к КТП. Расчет ответвления выполняется на режим приготовления горячей воды, расчет стояка с учетом нагрузки отопления, а также нагрузки ГВС с учетом одновременности и приоритета по отношению к отопительной.

Для определения расчетных параметров теплоснабжающего стояка - диаметра и гидравлического сопротивления - требуется определить расчетный расход теплоносителя на данном участке.

Выбирается сегмент, представляющий собой тупиковый участок стояка, к которому подключены КТП (рисунок Г.5).



Рисунок Г.5 - Выделение сегмента СТС

Г.4.1 Предварительно производится расчет подводящих трубопроводов, соединяющих стояк (этажную распределительную гребенку при применении схемы 2 из пункта 10) с КТП (рисунок Г.6).



Рисунок Г.6 - Определение параметров подводящих участков

Для выполнения гидравлического расчета пользуются общеизвестными зависимостями:

P = (l/d)w2/2;                                                                                                                 (1)

G = wS;                                                                                                                               (2)

Q = GCpT,                                                                                                                          (3)

где - коэффициент трения по длине;

l - длина рассматриваемого участка, м;

d - диаметр, м;

 - плотность теплоносителя, кг/м3;

w - скорость движения теплоносителя, м/с;

G - расчетный расход теплоносителя, кг/с;

S - площадь поперечного сечения трубопровода, м2;

Cp - теплоемкость воды, 4,2 кДж/(кг°С);

T - расчетная разность температур;

Q - тепловая мощность, кВт.

Например, для участка медной трубы длиной 1 м при уже определенном расчетном расходе теплоносителя Т11 (735 л/ч) (см. 3.1) для обеспечения режима ГВС диаметр трубопровода составляет Ду 25 при расчетной скорости течения 0,8 м/с. Суммарные потери напора (подающий + обратный трубопроводы) при этом составляют 0,0017 бар.

Г.4.2 Следующим шагом суммируются потери напора в КТП и подводящих к нему трубопроводах:

0,0017 + 0,29 = 0,2917 бар.

Полученные параметры являются расчетными в точке подключения КТП к распределительному стояку.

Г.4.3 Далее для выделенного сегмента схемы определяются расчетные расход теплоносителя и потери напора в точке подключения рассматриваемого стояка к распределительной магистрали (рисунок Г.7).



Рисунок Г.7 - Определение параметров стояка

Г.4.4 Для определения расчетного расхода теплоносителя на участке стояка пользуются диаграммой, одновременности потребления горячей воды в зависимости от количества подключенных к рассматриваемому участку квартир (рисунок Г.8).



Рисунок Г.8 - Диаграмма «Коэффициент одновременности потребления горячей воды в зависимости от количества квартир рассматриваемого участка»

Например, для выделенного стояка с подключением трех квартир коэффициент составляет 2 единицы*. Это означает, что две из трех квартир рассматриваемого участка могут потреблять по 12 л/мин горячей воды с температурой 50 °С (в реальных условиях эксплуатации эта цифра гораздо меньше).

* Коэффициент всегда округляется в большую сторону относительно полученного значения.

График выполнен на основании данных DIN 4708 и исследований института теплоэнергетики г. Дрезден.

Таблица Г.2 - Эквивалентное число квартир, потребляющих горячую воду, в зависимости от общего числа квартир, по данным DIN 4708

Количество квартир
Коэффициент согласно DIN
Количество квартир
Коэффициент согласно DIN
Количество квартир
Коэффициент согласно DIN

1
1
21
5
41
7

2
2
22
5
42
7

3
2
23
6
43
7

4
3
24
6
44
7

5
3
25
6
45
7

6
3
26
6
46
7

7
3
27
6
47
7

8
4
27
6
48
7

9
4
29
6
49
7

10
4
30
6
50
7

11
4
31
6
51
7

12
4
32
6
52
7

13
4
33
6
53
7

14
5
34
6
54
8

15
5
35
6
55
8

16
5
36
7
56
8

17
5
37
7
57
8

18
5
38
7
58
8

19
5
39
7
59
8

20
5
40
7
60
8

Г.4.5 Производится суммирование расхода теплоносителя Т11 на приготовление горячей воды с учетом одновременности и расхода теплоносителя Т11 для осуществления отопления остальных квартир рассматриваемого участка. Расход теплоносителя Т11 на отопление квартир, потребляющих горячую воду, в расчете не учитывается ввиду применения схемы КТП с приоритетом ГВС.

Для обеспечения требуемого температурного режима квартиры в контур отопления необходимо подавать расход теплоносителя, соответствующий покрытию тепловых потерь помещений, который определяется из уравнения теплового баланса Q = GCpT, (3) (см. Г.4.1).

Для рассматриваемого примера примем расчетную отопительную нагрузку квартиры 3 кВт. При расчетной разности температур в контуре 20 °С расход составит 131,54 л/ч.

Для рассматриваемого стояка получаем:

Расчетный расход Т11 = 7352 + 131,54 = 1601,54 л/ч (два КТП в режиме ГВС, один КТП в режиме отопления).

По описанной в п. Г.4.1 методике для каждого участка стояка определяются диаметр и суммарные потери напора (подающая и обратная магистрали) в зависимости от расчетного расхода теплоносителя на участке и его протяженности.

В результате получаем расчетные потери напора в точке подключения стояка к распределительной магистрали.

Для рассматриваемого примера (медная труба, длины участков приведены на схеме, расчетная скорость на участке не выше 0,8 м/с) получаем Р = 0,3095 бар при условном проходе в точке подключения стояка к распределительной магистрали Ду 32 мм (рисунок Г.9).



Рисунок Г.9 - Определение расчетных параметров стояка

Г.4.6 Для гидравлической балансировки стояков в системе (этажных распределительных гребенок при применении схемы 2 из пункта 10) в его основании необходима установка регулировочной арматуры.

Для рассматриваемого примера в расчетном режиме клапан должен обеспечить поддержание:

- расчетного расхода 1601,54 л/ч;

- расчетного перепада давления 0,3095 бар (рисунок Г.10).

- по диаграмме на рисунке Г.11 определяется точка пересечения расчетного расхода теплоносителя и требуемой разности перепада давления. Выбирается ближайшая большая настройка.



Рисунок Г.10 - Определение параметров балансировочной арматуры



Рисунок Г.11 - Диаграмма «Определение настроек балансировочной арматуры»

При выборе балансировочной арматуры необходимо учитывать регулирующий диапазон клапана. Возможно применение в системе статических клапанов или сочетание статической и автоматической арматуры гидравлической балансировки. Места установки и количество арматуры определяются проектным решением.

Роль регулирующей арматуры заключается в поддержании расчетных параметров в данном стояке/ответвлении.

Нагрузки отопления и ГВС при расчете схемы с КТП являются резкопеременными для СТС. Балансировочная арматура должна обеспечивать регулировку стояков (этажей при поэтажной разводке магистралей) между собой при переменных режимах работы СТС.

Согласно диаграмме на рисунке Г.12 определяется гидравлическое сопротивление балансировочного клапана для рассматриваемого расчетного режима 0,048 бар.



Рисунок Г.12 - Диаграмма «Сопротивление балансировочного клапана в зависимости от расхода теплоносителя»

Для рассматриваемого примера получаем итоговую цифру требуемого перепада давления в стояке:

0,048 + 0,3095 = 0,3575 бар.

Г.5 КТП в режиме отопления

Основное отличие режимов отопления и ГВС для КТП заключается в существенной разнице расхода теплоносителя, перепадов температур для каждого режима и разности сопротивлений контуров.

Например, перепад температур для расчетного режима ГВС определяется по диаграмме на рисунке Б.2. Перепад температур для контура отопления задается изначально (в рассматриваемом примере 20 °С).

Ввиду гораздо большего расхода теплоносителя в контуре ГВС КТП по отношению к контуру отопления требуется определить необходимость гидравлического уравновешивания этих контуров в КТП.

В том числе для решения этой задачи на обратной линии отопительного контура установлен зональный клапан (рисунок Г.13) с возможностью выполнения преднастройки. Этот же клапан является регулятором отопительного контура при дооснащении его термоэлектроприводом с управлением от комнатного термостата.



Рисунок Г.13

Г.5.1 По диаграмме на рисунке Г.14 определяется гидравлическое сопротивление КТП в режиме отопления с учетом сопротивления прибора учета тепловой энергии.



Рисунок Г.14 - Диаграмма «Потери напора - расход теплоносителя Т11» КТП в режиме отопления. Зональный вентиль полностью открыт

Для расчетного расхода теплоносителя на отопление 131,54 л/ч сопротивление КТП составляет 0,025 бар.

Г.5.2 Полученная цифра суммируется с сопротивлением контура отопления рассматриваемой квартиры (в примере принимаем 0,1 бар).

Итоговая цифра составляет 0,125 бар.

Г.5.3 Определяется разность перепадов давлений в контурах отопления и ГВС КТП в расчетных режимах (рисунок Г.15).

Примечание - Расчетный перепад давления для режима ГВС КТП был определен в Г.3.2 и составляет 0,29 бар.



Рисунок Г.15 - Определение разности сопротивлений контуров КТП

Разность перепадов давлений контуров КТП составляет:

Р = 0,29 - 0,025 - 0,1 = 0,165 бар.

Определение требуемой настройки зонального клапана осуществляется по его диаграмме.

Определяется точка пересечения расчетного расхода теплоносителя на отопление и требуемой разности перепада давлений контуров КТП. Выбирается ближайшая большая настройка (рисунок Г.16).



Рисунок Г.16 - Диаграмма «Выполнение настройки зонального клапана»



Рисунок Г.17 - Выполнение настройки зонального клапана. От полностью закрытого состояния вентиля выполняется его откручивание до полученного настроечного значения (положение 2/72°)