Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РЕЖИМ ВОДОРАЗБОРА

Характер распределения потоков в циркуляционных системах горячего водоснабжения при трех возможных режимах, возникающих при равномерно распределенном водоразборе, показан на рис. 5.15. Возникновение каждого из них обусловлено величиной водоразбора и перепадом давлений между точками А и Б ДРД-Б, создаваемым циркуляционным или циркуляционно-повысительным насосом.

Когда перепад АРдв достаточен, чтобы сохранить положительную циркуляцию в последнем секционном узле или не допустить ее опрокидывания, возникает первый режим (рис. 5.15, а). Расход воды на всех участках подающего трубопровода больше расхода воды на водоразбор за счет сохранения положительной циркуляции в системе. В этом случае пьезометрическая линия расположена выше линии относительного нулевого давления (давления во всасывающем патрубке циркуляционного насоса).

При уменьшении перепада давлений АРА-Б возникает второй режим (рис. 5.15, б), когда циркуляция в последнем секционном узле опрокидывается и становится отрицательной. Это влечет за собой опрокидывание циркуляции и на последних участках циркуляционного трубопровода сети, а расход воды на последних участках подающего трубопровода оказывается меньше величины водоразбора в подключенных к ним секционных узлах. На остальных участках подающего трубопровода, аналогично рассмотренному выше первому режиму, расход воды выше величины водоразбора. Пьезометрическая линия подающего трубопровода в этом случае понижается; перепад давлений в последнем секционном узле приближается к нулю, а пьезометрическая линия циркуляционного трубопровода на последних участках имеет обратный уклон.

Дальнейшее уменьшение Д-Рд-в приводит к возникновению третьего режима (рис. 15.5, в), характеризующегося тем, что расход воды в участке А—Б резко сократился или стал равен нулю. Так как на этом участке устанавливают обратный клапан, появление отрицательной циркуляции в нем невозможно. При третьем режиме расход воды на всех участках подающего трубопровода, начиная от первого секционного узла, меньше расхода на водоразбор в подключенных секционных узлах. Опрокидывание циркуляции имеется на всех участках циркуляционного трубопровода сети. В ближайших к тепловому пункту секционных узлах сохраняется положительная циркуляция, в последних — отрицательная. Характерной особенностью этого режима являются отрицательные перепады давлений в последних секционных узлах, когда давление воды в подающем трубопроводе становится меньше, чем в циркуляционном. Этот режим может установиться при наличии положительного перепада давлений ДРА-Б, НО особенно ярко он проявляется при нулевой циркуляции в головном участке циркуляционного трубопровода qcr= 0 (рис. 5.15). При этом большая часть пьезометрической линии проходит ниже линии относительного нулевого давления.



Фактически процесс водопотребления является случайным процессом, поэтому величины отборов из водоразборных кранов и место расположения этих точек отбора являются случайными. Это позволило смоделировать работу системы горячего водоснабжения в режиме водоразбора на ЭВМ. Моделирование производилось для системы, обслуживающей 120 квартир и состоящей из шести секционных узлов. Место включения водоразборной арматуры было случайным. Величины водоразборов варьировались от 0,04 до 0,2 л/с при равновероятном включении одного из приборов квартиры. На рис. 5.16 показан результат одного из расчетов, иллюстрирующих реальное одномоментное потокораспре- деление в системе при нулевом циркуляционном расходе в головном циркуляционном трубопроводе. При недостаточном перепаде давлений ДРА-Б В ближайших к ЦТП секционных узлах происходит приток воды из магистрали в циркуляционную, а в удаленных узлах происходит подача воды на водоразбор из подающей и циркуляционной магистралей. Вода в циркуляционную магистраль проходит через незагруженные нодоразбором стояки ближних к ЦТП секционных узлов или через стояки с очень малой загрузкой. Как правило, на водоразбор вода подается с двух сторон стояка — снизу и сверху, причем подача воды в стояк сверху может происходить из соседнего водоразборного или из циркуляционного стояков. Пьезометрические линии показывают, что в трех узлах рассматриваемой системы в данный момент времени установился обратный перепад давлений, т. е. давление в подающей магистрали оказалось ниже, чем в циркуляционной. Приведенный пример является частным, но достаточно характерным случаем работы системы.

Для обеспечения необходимого качества работы системы горячего водоснабжения важны следующие показатели:

размер и направление циркуляции в последнем секционном узле, зависящие от объема водоразбора; при малом водоразборе в узле нужно поддерживать большую циркуляцию; по мере увеличения водоразбора циркуляция в последнем узле должна сокращаться; при определенном объеме водоразбора может оказаться допустимой отрицательная циркуляция;

давление воды в наиболее удаленных водоразборных точках, определяемое давлением, поддерживаемым в точке А, и потерями давления в подающем трубопроводе, зависит не только от объема водоразбора, но и от объема циркуляции, сохраняющейся в сети при этом водоразборе.

Таким образом, увеличение циркуляции в сети улучшает температурный режим в последнем секционном узле, но увеличивает потери давления в сети и вызывает опасность появления перебоев подачи воды в некоторых квартирах из-за повышенных потерь давления, поэтому необходимо знать перепад давлений ДРА-Б, требуемый для поддержания необходимой в последнем секционном узле циркуляции и потери давления в подающем трубопроводе сети при этом перепаде. Конструкция системы должна быть такой, чтобы потери напора в сети при необходимости сохранения циркуляции увеличивались незначительно, а величина циркуляции не превышала необходимую.

При изучении потокораспредбления в системе наиболее важной является схема загрузки системы водоразбором. В реальном проектировании системы водоснабжения для определения потерь давления принимается загрузка сети водоразбором, рекомендованная СНиП, которая предусматривает сосредоточение наибольшего расхода воды через наиболее удаленные от ввода водоразборные точки. Такое распределение водоразбора по системе имеет вероятность не большую, чем любое другое, в том числе и такое, при котором, наибольшие расходы сосредоточены в ближних к вводу водоразборных точках, т. е. полностью противоположно рекомендациям СНиПа. Учитывая неопределенность и вероятностный характер загрузки системы водоразбором для численного анализа потокораспределения была выбрана равномерная схема загрузки, при которой расчетный расход воды на водоразбор распределялся по секционным узлам системы пропорционально числу квартир.

Расчет гидравлических режимов работы системы, проведенный с целью выявления основных закономерностей для наиболее сложной распределительной ее части от первого до последнего секционного узла, производился на математической модели системы горячего водоснабжения, в которой изменялись последовательно определяющие параметры: расход воды на водоразбор; сопротивление секционного узла в циркуляционном режиме; сопротивления подающего и циркуляционного разводящих трубопроводов; число секционных узлов, обслуживаемых одной ветвью системы (12 и 6 узлов).

Характеристики гидравлического сопротивления отдельных участков (между точками подсоединения секционных узлов) подающего и циркуляционного распределительных трубопроводов вычислялись при условии равенства их величин, т. е. при i=const Каждый конструктивный вариант системы рассчитывался при разных циркуляционных расходах в последнем секционном узле, включая и отрицательные значения. Величина циркуляции задавалась ее отношением к величине водоразбора в узле. Расчет режимов производился с соблюдением закона Кирхгофа, т. е. при условии равенства нулю алгебраической суммы всех расходов и потерь давления в узел.

В данном случае под узлом следует понимать точку разветвления трубопроводов.



В ряде случаев перепад давлений, создаваемый насосом перед распределительной частью системы, больше необходимого для поддержания в ней требуемой циркуляции. При этом увеличиваются потери давления за счет увеличения циркуляционного расхода.

Так как определить размер циркуляции при заданном напоре насоса, не прибегая к машинным методам расчета, крайне трудно, используем приближенные методы оценки увеличения потерь давления на подачу при излишнем напоре циркуляционного насоса.

На рис. 5.19 графически представлены функции S#m + #az —f(hHtot) в диапазоне qZoilct =0—0,2, что характерно для режимов с расчетным водоразбором. Конструктивные параметры систем выбраны так, что одна из представленных функций имеет минимальный угловой коэффициент, другая — максимальный. Угловой коэффициент функции 1 равен 0,5, функции 2—0,8. С учетом головных участков системы, для которых при qcir/qh+o угловой коэффициент равен 1, результирующий угловой коэффициент для всей системы составит


Таким образом увеличение напора насоса сверх необходимого вызывает практически такое же увеличение потерь давления на подачу. Это вынуждает либо неоправданно увеличивать расчетные потери давления на подачу до фактического напора насоса, либо устанавливать регулятор давления на общем циркуляционном трубопроводе. При установке циркуляционного насоса на подающем трубопроводе, когда желательно, чтобы он полностью возмещал потери давления на подачу в циркуляционной части системы (т. е. без водонагревателя I ступени), необходимо, чтобы требуемый напор перед распределительной частью ДНш был меньше ИНш + +Щг, т. е.



Как видно из таблиц, нарушение условия наблюдается при малом сопротивлении подающей части секционных узлов.


Учитывая, что указанное превышение невелико, можно учесть его, увеличив напор хозяйственных насосов, поддерживающих давление перед системой горячего водоснабжения. Если такое решение неприемлемо, необходимо расчет системы горячего водоснабжения вести при qr/qh, (см. табл. 5.2), при которых


Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения/И. Н. Чистяков, М. М. Грудзинский, В. И. Ливчак и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1988

Экспертиза

на главную