УЛУЧШЕНИЕ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ
Эффективным средством улучшения работы систем горячего водоснабжения является кольцевание водоразборных стояков в секционные узлы, позволяющее сократить число циркуляционных колец в ветви системы и сделать ее более устойчивой. В последние годы широкое распространение получило парное кольцевание (например, типовые проекты ЦНИИЭП жилища). Согласно общепринятой методике проектирования, диаметры подающих трубопроводов подбирались по скорости 1—1,5 м/с при расчетном водоразборе. Диаметры циркуляционных трубопроводов назначались на 1—2 калибра меньше диаметров подающих трубопроводов.
Ниже представлен расчет ветви системы, обслуживающей четыре секции 9-этажного здания (рис. 8.1). Сопротивление пары закольцованных стояков при требуемом циркуляционном расходе равно 6 кПа. Требуемый циркуляционный расход по всем шести (четыре в ванных и два в кухне) стоякам секции здания (для простоты считаем все стояки увязанными в секционный узел с сопротивлением 6 кПа) составляет 1200 л/ч. Рассчитываем ветвь в режиме циркуляции при отсутствии водоразбора методом скользящих перепадов. Расчет производим из условия обеспечения требуемого циркуляционного расхода в последнем секционном узле системы при сопротивлении секционного узла HUz=6 кПа (I вариант) и Ниг= =40 кПа (II вариант).
Расчетные расходы определены, в соответствии с требованиями СНиП 2.04.01—85, при норме заселенности 4 чел. в квартире. Диаметры трубопроводов подобраны по таблицам гидравлического расчета стальных труб систем горячего водоснабжения с учетом зарастания (см. прил. 6). Расчет ветви произведен по этим же таблицам, но с учетом коэффициента Сехр.
Из табл. 8.1 видно, что при сопротивлении стояков HM=6 кПа необходимый перепад давлений на ветвь в циркуляционном режиме составит 131 кПа при общем циркуляционном расходе 12,7 м3/ч, что в 2,65 раза больше суммы требуемых циркуляционных расходов или равно величине расчетного водоразбора (3,52 л/с) (4,8 м3/ч). При этом общий конструктивный параметр ветви системы составит
При объединении всех стояков секции в узлы и увеличении сопротивления каждого узла в пять раз, т. е. до Huz=40 кПа при требуемом циркуляционном расходе необходимый перепад давлений на узел в циркуляционном режиме равен 107 кПа при общем циркуляционном расходе 6,2 м3/ч. При этом общий конструктивный параметр ветви ао=4/5,71=0,7, Таким образом при увеличении сопротивления секционного узла в пять раз напор насоса сократился на 22 %, а циркуляционный расход в ветви за счет более равномерного его распределения — в 2,05 раза.
Этот пример показывает, что системы горячего водоснабжения из типовых парнозакольцованных стояков требуют значительных эксплуатационных затрат. Кроме того, если в системе при отсутствии водоразбора циркуляционный расход поддерживается на уровне расчетного водоразбора, то при водоразборе в ней также сохраняется и значительная циркуляция, вызывающая увеличение потерь давления в подающем трубопроводе.
Согласно II варианту расчета, наиболее эффективным средством наладки систем горячего водоснабжения является объединение отдельных стояков в секционные узлы и повышение их сопротивления в циркуляционном режиме. Увеличение сопротивления циркуляционного либо циркуляционно-водоразборного стояка достигается установкой на нем диафрагмы. Диафрагму размещают вблизи места присоединения стояка к циркуляционному трубопроводу квартальной сети. Обычно применяемая регулировка системы вентилями на циркуляционных стояках в этом случае либо не требуется вообще, либо используется как дополнительная, позволяющая еще больше сократить расход воды в системе. Выполнять такую регулировку значительно проще, так как число стояков, присоединяемых к циркуляционной магистрали, сократилось с трех до одного в каждой секции здания.
В ряде случаев в действующих системах горячего водоснабжения возникают затруднения с кольцеванием водоразборных стояков в секционные узлы. На рис. 8.2 приведены примеры такого кольцевания. При парном кольцевании водоразборных стояков, проложенных в ваннах и кухнях (рис. 8.2, а), все стояки секции объединяют под потолком верхнего этажа кольцующей перемычкой. Одновременно стояки, присоединенные к циркуляционному трубопроводу (кроме одного), обрезают и присоединяют к подающему трубопроводу квартальной системы (рис. 8.2, б).
Возможно и другое решение (рис. 8.2, в). Все стояки секции, присоединенные к циркуляционному трубопроводу, обрезают и в подвале здания объединяют общей кольцующей перемычкой, которая одним общим трубопроводом повышенного сопротивления присоединяется к циркуляционному трубопроводу в одной точке.
Для улучшения работы систем целесообразно создавать комбинированные системы (рис. 8.2, г). При этом ближайшие к ЦТП стояки, присоединенные к циркуляционному трубопроводу квартальной сети, обрезают и присоединяют к подающему трубопроводу ветви. Не допускается объединение отдельных стояков до подключения их к подающему трубопроводу, так как в этих стояках может прекратиться циркуляция. В то же время такое объединение (см. рис. 8.1, в) рекомендуется применять в удаленных от ЦТП секциях зданий, поскольку оно позволяет повысить сопротивление узлов и обеспечить более равномерное распределение циркуляционного расхода. Таким образом, ближайшие к ЦТП водоразборные стояки переводятся в режим работы с естественной циркуляцией, а удаленные продолжают работать с принудительной циркуляцией, которая обеспечивает достаточный расход в подающей магистрали для поддержания естественной циркуляции в ближайших стояках.
Требуемый циркуляционный расход рассчитывают по заданному температурному перепаду узла. В стояках с естественной циркуляцией температурный перепад может превышать заданный из-за сокращения циркуляционного расхода, однако его рекомендуется принимать таким же, как и в удаленных секционных узлах.
Расчетный циркуляционный расход равен сумме расчетных циркуляционных расходов по всем ветвям системы. Расчетный циркуляционный расход ветви системы находят из выражения
Число секций, работающих с принудительной циркуляцией, определяется из условия, чтобы при требуемых циркуляционных расходах в этих узлах сумма потерь давления в подающем и циркуляционном трубопроводах (участки 3—4 и 5—6) не превышала сопротивления секционного узла.
Для поддержания расчетной циркуляции во всех ветвях системы необходимо, чтобы потери давления по циркуляционным кольцам каждой ветви при расчетных циркуляционных расходах не отличались бы друг от друга более чем на 10 %.
Потери давления по циркуляционному кольцу ветви составляют
Гидравлическая увязка отдельных ветвей системы достигается установкой регулирующих диафрагм в головные участки циркуляционных трубопроводов ветвей вблизи точек присоединения ветвей к циркуляционному трубопроводу квартальной сети (точка D на рис. 8.1,г). Установку регулирующих диафрагм следует предусматривать между фланцами расположенных на ветвях задвижек. Каждая диафрагма должна иметь выступающую за пределы фланца рукоятку с написанным на ней несмываемой краской диаметром отверстия диафрагмы.
