Энергосервис

+7 (495) 921-10-71

Мы работаем с 9:00 до 20:00, ежедневно

Заявка On-line

Оборудование:

Гидравлические расчеты

Специалисты компании ООО «НТЦ Энергосерис» проводят полный комплекс работ по расчету гидравлических режимов работы водяных тепловых сетей.

Гидравлические расчеты и режимы работы водяных тепловых сетей

Основные задачи и исходные данные гидравлических расчетов

Гидравлические расчеты трубопроводов водяных тепловых сетей являются необходимым этапом их проектирования, следующим за определением расчетных тепловых нагрузок, выбором трассы и определением расчетных расходов сетевой воды. Такие расчеты выполняют отдельно по каждому участку сетей, на протяжении которого внутренние диаметры труб и расчетные расходы сетевой воды остаются неизменными и предназначены для решения следующих основных задач:

Определения по заданным расчетным расходам воды внутренних диаметров труб для каждого участка сетей, причем этими диаметрами в сочетании с длинами трубопроводов и способом их прокладки в основном определяются капитальные вложения и расходы металла на сооружение сетей;

Определения перепадов давления теплоносителя в пределах каждого участка при заданных расходов его, а также известных внутренних диаметрах и длинах труб на данном участке. Эти перепады давления являются исходными для последующего определения потребных напоров перекачивающих сетевых насосов, а в сочетании с данными о давлениях воды в сетях при неработающих насосах (статические режимы) – также для анализа гидравлических режимов сетей при работающих насосах (динамические режимы);

Определения расходов теплоносителя на данном участке, соответствующих известным диаметрам труб и выбранным значениям перепадов давления, отнесенным к одному метру длины трубы. Такие расчеты необходимы при рассмотрении аварийных режимов работы тепловых сетей, а также при разработке проектов их расширения и реконструкции.

Результатом гидравлического расчета является потокораспределение.

Помимо гидравлических расчетов водяных тепловых сетей приходится дополнительно производить расчеты по определению давлении воды в различных точках сетей и при разных режимах. Такие расчеты требуются для обоснованного выбора насосов, используемых для перекачки сетевой воды – циркуляционных, подпиточных, подкачивающих, смесительных и т.п. Кроме того, значения давления воды являются исходными при разработке схем присоединения систем теплоиспользования.

Методика гидравлического расчета трубопроводов тепловой сети

При гидравлическом расчете тепловых сетей были определены расчетные потери давления на участках трубопроводов для последующей разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых вводах потребителей.

В системах теплопотребления, подключённых непосредственно к тепловой сети, располагаемый напор давления на вводе должен быть не менее, чем в 2-3 раза выше гидравлического сопротивления местной системы.

Перед гидравлическим расчетом составлена расчетная схема тепловой сети с нанесением на ней длин и диаметров трубопроводов, расчетных расходов теплоносителя по всем расчетным участкам сети.

Потери давления на участке трубопровода складываются из линейных потерь  (на трение) и потерь в местных сопротивлениях.

Гидравлический режим системы должен удовлетворять следующим требованиям надежной и безаварийной эксплуатации:

 

  • давление воды в обратном трубопроводе не должно превышать допустимого рабочего давления установленных в местных системах отопительных приборов;
  • давление в обратном трубопроводе систем отопления должно быть выше статического давления систем теплопотребления,  обеспечивать их заполнение и превышать его на 0,5 кгс/см2;
  • перепад давлений на всех тепловых вводах потребителей должен быть не меньше гидравлического сопротивления систем этих потребителей с учетом потерь давлений в дроссельных диафрагмах, т.е. располагаемые напоры у всех потребителей должны быть достаточными для их нормальной работы.

Пьезометрический график водяной тепловой сети отопления

Для учета взаимного влияния рельефа местности, потерь давления в тепловых сетях и предъявляемых требований в процессе разработки гидравлического режима, построены пьезометрические графики разводящих тепловых сетей отопления.

Пьезометрический график тепловой сети отопления представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно местности, на которой она проложена. В масштабе на нем нанесены рельеф местности, линии давлений в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

На горизонтальной оси графика представлены линейная схема участка тепловой сети, на котором указаны длина расчетного участка трубопровода с учетом прокладки по подвалам зданий (м), диаметр трубопровода на участке (мм).

На вертикальной оси графика представлены величина давления (м вод. ст.) и разность геодезических отметок относительно отметки циркуляционных насосов отопления ЦТП (м вод. ст.). На графике нанесены линии напоров в тепловой сети для рабочего (когда в работе находятся циркуляционные и подпиточные насосы) и статического (при условии отключения циркуляционных насосов) режимов работы тепловой сети.

На пьезометрическом графике тепловой сети отопления ЦТП за «нулевую» отметку принята отметка оси циркуляционных насосов отопления.

Графики построены для всех разводящих тепловых сетей отопления.

Рекомендации по установке дроссельных устройств на тепловых  и элеваторных узлах

Для распределения теплоносителя между всеми потребителями согласно их расчетной тепловой нагрузке и повышения гидравлической устойчивости тепловой сети рекомендуется установка дроссельных устройств на вводах систем отопления (вентиляции).

1) Установка дроссельных устройств (ограничительных шайб) на тепловых узлах (узлах управления) систем отопления и вентиляции.

Для систем отопления дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) устанавливается на тепловом узле во фланец или в сгон на подающем трубопроводе.

Для систем вентиляции дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) устанавливается на неработающей установке или на неотлаженной системе (завышенная обратная температура сетевой воды).

2) Установка дроссельных диафрагм (ограничительных шайб) на элеваторных узлах систем отопления.

Для систем отопления, подключённых по зависимой схеме с температурным графиком 150-70 оС, дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) устанавливается перед элеватором, после грязевика и врезки на калорифер (или воздухонагреватель) лестничной клетки и мусороприёмной камеры в случае большого избыточного перепада (напора) давлений во избежание повышенного шумового эффекта при работе элеватора. В остальных случаях ограничительная шайба обычно не ставится, а избыточный перепад давлений перед элеватором дросселируется в сопле.

Возможные варианты подключения калорифера (рециркуляционного воздухонагревателя) лестничной клетки для систем отопления жилых домов, присоединенных через элеваторы

Эффективность работы элеватора и системы теплоснабжения ЦТП определяет схема присоединения к элеваторному узлу воздухоподогревателя отопления лестничных площадок и мусороприемных камер.

1) «Предвключённое» присоединение, из прямого трубопровода в прямой, до элеватора. В качестве «напорного» элемента используется запорная арматура (в рассечку) между подающим и обратном трубопроводами калорифера (или рециркуляционного воздухонагревателя), или устанавливается шайба, дросселирующая  избыточный перепад перед элеватором. Дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) на подачу теплоносителя в калорифер в этом случае не устанавливается.

2) Параллельное присоединение, из прямого трубопровода в обратный, до элеватора. Дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) на подачу теплоносителя в калорифер в этом случае устанавливается в предусмотренные для этих целей фланцы, или устанавливается «в сгон». Диаметр отверстия устанавливаемой шайбы зависит от гидравлического сопротивления калорифера (или рециркуляционного воздухонагревателя), от проложенных к  калориферу (или воздухонагревателю) трубопроводов, а также зависит от располагаемого перепада давлений (напора) и температурного графика. Диаметр отверстия ограничительной шайбы    4,0-6,0 мм.

3) Параллельное присоединение, из прямого трубопровода в обратный, после элеватора. Дроссельная диафрагма (ограничительная шайба) на подачу теплоносителя в калорифер (или воздухонагреватель) в этом случае не устанавливается или устанавливается при монтаже системы отопления.

Методика расчета дроссельных устройств (ограничительных шайб)

Для стабилизации гидравлического режима, для поглощения избыточных напоров на тепловых вводах и перед элеваторами систем отопления потребителей, для ограничения расхода теплоносителя и при отсутствии автоматических регуляторов производится установка дроссельных диафрагм.

Диаметр отверстий дроссельных диафрагм, устанавливаемых в соответствии с требованиями по наладке водяных тепловых сетей.

Методика расчета водоструйного элеватора

Установка и эксплуатация водоструйного элеватора систем отопления

Водоструйный элеватор предназначен для снижения температуры воды, поступающей из тепловой сети. Одновременно он создает необходимый напор для преодоления гидравлического сопротивления местной системы отопления.

Работа элеватора создаётся за счет разности напоров в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети. Повышенная скорость воды на выходе из сопла создает необходимую инжекцию.

Диаметры выходных отверстий сопел элеваторов, устанавливаемых для систем отопления, в соответствии с требованиями по наладке водяных тепловых сетей отопления, определены по методике Е.Я. Соколова [ 9 ].

Минимальный диаметр отверстия сопла принимается равным 3,0 мм.

От технического состояния элеватора зависит надежность его работы. Поэтому при установке или ревизии  конуса элеватора следует тщательно следить за соосностью сопла (стакана) и камеры смешения, а также за качеством внутренней поверхности элементов элеватора (особенно за качеством изготовления конуса, внутренняя поверхность которого должна быть отшлифована). При ревизии конуса (сопла) необходимо контролировать его состояние и диаметр отверстия. 

Для обеспечения совпадений осей сопла и проточной части необходимо, чтобы выточка в корпусе под фланец сопла была строго перпендикулярна к оси проточной части. Фланцы сопла должны быть перпендикулярны к его оси и плотно прижаты к торцевой поверхности выточки в корпусе. Сопло должно входить в элеватор свободно, в противном случае замена сопла будет усложнена.

В случае несоблюдения этих требований резко понижается КПД водоструйного элеватора, снижается циркуляция в системе отопления, создаваемая элеватором.

При нарушении работы элеватора могут возникать гидравлические шумы, причина возникновения которых может скрываться в:

  • некачественном изготовлении конуса, износе, коррозии внутренней поверхности;
  •  отсутствия соосности установки конуса;
  • увеличенном диаметре  сопла (несанкционированное увеличение диаметра больше расчётного);
  • большом располагаемом напоре на элеваторном узле (более 20 м вод. ст.), в этом случае необходимо установить дополнительную дроссельную диафрагму (шайбу);
  • загрязнение камеры смешения.