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.

Гидравлический расчет внутренней сети горячего водоснабжения

Конечной целью гидравлического расчета сети горячего водоснабжения является подбор диаметров трубопроводов и определение потребного напора на основе расчетных расходов горячей воды, проходящей по отдельным расчетным участкам.

Перед гидравлическим расчетом на планах подвала и типового этажа в соответствии с расположением водоразборных приборов следует нанести стояки горячего водоснабжения, обозначая их Ст.Тз-1, Ст.Тз-2 и т.д.

Далее вычерчивается аксонометрическая схема системы горячего водоснабжения с разбивкой ее на расчетные участки. Поскольку схема горячего водоснабжения аналогична системе холодного водопровода, можно представить совмещенную схему холодного и горячего водоснабжения.

Максимальные секундные расходы горячей воды на расчетных участках при гидравлическом расчете системы горячего водоснабжения следует определять по формуле:

,

где q h _o – расход горячей воды, л/с, санитарно-техническим прибором (для проектируемой системы q h _o=0,2 л/с);

α – коэффициент, зависящий от общего числа водоразборных приборов N, потребляющих горячую воду на расчетном участке, и вероятности их действия Р h , определяется по прил.1 в зависимости от значения произведения N·P h .

Вероятность действия санитарно-технических приборов Р h на участках сети горячего водоснабжения при одинаковых водопотребителях в зданиях определяют по формуле

,

где q h _hr.u – норма расхода горячей воды, л/ч, потребителем; наибольшего водопотребления (для проектируемой системы q h _hr.u=10 л/ч);

U – число водопотребителей;

N – число санитарно-технических приборов, потребляющих горячую воду.

Величину Р h принимают одинаковой для всех участков и определяют при значениях U и N для всей проектируемой системы в целом.

Гидравлический расчет системы горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды q h . cir с учетом циркуляционного расхода, л/с, определяемого по формуле

,

где k_cir – коэффициент, принимаемый для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка по прил.6, для остальных участков сети – равным 0.

Необходимый циркуляционный расход горячей воды в системе q cir , л/с, определяют по формуле:

,

где Q ht – теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт (в данном проекте эта величина определяется приближенно по Q ht =Q h _T·k);

∆t – разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, о С (принять ∆t=10 о С).

Вычисленный, таким образом, общий циркуляционный расход распределяется затем по участкам сети равномерно на все здание.

Диаметр трубопроводов следует принимать, исходя из условия максимального использования располагаемого напора в системе и допустимых скоростей движения воды. Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3 м/с. Наиболее экономичными скоростями по рекомендациям НИИ санитарной техники можно считать скорости в пределах 0,9-1,2 м/с.

Руководствуясь вычисленными расчетными расходами и рекомендуемыми скоростями движения, по прил.7 подбираем диаметры труб на каждом расчетном участке.

Требуемый напор для системы горячего водоснабжения находят с учетом возможного зарастания труб по формуле:

,

где Н_Г – геометрическая высота подачи воды от точки присоединения ввода к наружной сети до выливного отверстия диктующего водоразборного прибора;

h_ВВ – потери напора во вводе;

h_вод – потеря напора в водомере;

h_вн – потеря напора в водонагревателе;

∑h – сумма потерь напора в трубопроводах системы горячего водоснабжения по расчетному направлению (от точки подключения к холодному водопроводу до диктующей водоразборной точки);

Н_р – нормативный свободный напор перед диктующей водоразборной точкой, принимается равным 3 м.

Величины h_ВВ и h_вод берут из таблицы гидравлического расчета холодного водопровода.

Потери напора на отдельных участках трубопроводов системы горячего водоснабжения рассчитывают по формуле:

_,

где i — удельные потери напора, определяемые в соответствии с расчетным расходом и принятым диаметром по прил.7;

k_м – 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.

Весь расчет ведется в табличной форме (табл.3).

Гидравлический расчет внутренней сети горячего водоснабжения

Номер расчетных участков

Количество водоразборных приборов на данном участке N, шт.

NP

α

Расчетный расход на участкеq h , л/с

Циркуляционный расход на участке q cir , л/с

q h /q cir

k cir

Расчетный расход с учетом циркуляции, q h cir , л/с

Диаметр, d, мм

Скорость движения, ύ, м/с

Удельные потери напора, i

Длина участка, l

Коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, kм

Потери напора на участке h, м

Примечание: на всех расчетных участках от диктующей точки до последнего стояка по расчетному направлению согласно [2, п.8.1] q h cir =q h . Поэтому на этих расчетных участках в графах 6,7 и 8 расчетной таблицы ставится прочерк.

Потери напора в скоростных секционных водонагревателях следует определять по формуле:

,

где β_ВН – безразмерный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления водонагревателей за счет зарастания и увеличения шероховатости его внутренних поверхностей в процессе эксплуатации, принимаемый равным 4 при одноразовой в течение года очистке водонагревателей;

s_ВН – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции скоростного водонагревателя, принимаемый равным 0,75 при длине секции 4 м и 0,4 – при длине секции 2 м;

ν – скорость движения воды в трубках водонагревателя, м/с, соответствующая максимальному секундному расходу горячей воды q h cir (определяется без учета зарастания трубок водонагревателя)

n _ВН — число секций водонагревателя.

При больших скоростях протекания и большом коэффициенте теплопередачи потери напора в скоростном водонагревателе могут достигать 15 м вод.ст. и более. Иногда при критической величине напора в наружной сети приходится только из-за водонагревателя устанавливать повысительный насос, что экономически нецелесообразно.

В таких случаях лучше принять вместо мелкого, состоящего из нескольких секций водонагревателя, более крупный с малыми скоростями течения воды и вследствие этого с малым значением К, но с сильно уменьшенным гидравлическим сопротивлением.

При недостаточной величине напора (Нгар