ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАГРУЗКИ ОБСЛУЖИВАЕМЫХ ЗДАНИИ
В связи с тем, что нагрузка систем холодного и горячего водоснабжения жилых микрорайонов зависит от числа потребителей, возможно заранее выбрать оборудование для них. При проектировании таких систем можно пользоваться готовыми таблицами, в которых указаны типоразмер водонагревателя, число и марки насосов с учетом конкретных условий объекта. Это облегчает проектирование, позволяет избегать неправильных решений, способствует унификации и типизации проектирования, комплектации строительства и эксплуатации тепловых пунктов. Практика показала, что удобнее всего нагрузку систем водоснабжения связать с числом квартир, обслуживаемых данной системой. Управлением Моспроект-1 совместно с ЦНИИЭП инженерного оборудования разработаны таблицы расчетных расходов воды в зависимости от числа квартир. Средняя заселенность квартиры принята равной 3,5 чел. (средняя статистическая величина для Москвы). В этих таблицах приведен также пересчет нагрузок типовых зданий коммунально-бытового назначения (школы, детские сады, поликлиники, магазины, столовые, комбинаты бытового обслуживания, кинотеатры и т.д.), имеющихся в микрорайоне, на число условных квартир с аналогичным потреблением холодной и горячей воды. Выбор площади поверхности нагрева водонагревателей зависит от его производительности и соотношения расходов тепла на горячее водоснабжение и отопление, определяющих расчетный расход сетевой воды на тепловой пункт.
Обследование большого числа ЦТП жилых микрорайонов, проведенное по единой методике определения расходов тепла жилыми зданиями, показало, что соотношение среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение к расчетному расходу тепла на отопление примерно одинаково и составляет p=Q ?/(?= 0,3. Расчеты свидетельствуют, что для такого соотношения расходов тепла независимо от производительности водонагревателя число секций в одном потоке не превышает 10, как при двухступенчатой последовательной, так и при смешанной схеме подключения. При одном и том же в зависимости от производительности водонагревательной установки меняется только тип (номер) водонагревателя, а число секций остается неизменным. Это объясняется тем, что для водонагревателей одного типоразмера с увеличением их производительности растут, расходы теплообменивающихся сред, а соответственно — их скорости и коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, причем в примерно одинаковой степени. При переходе на больший типоразмер водонагревателя при той же производительности резко снижаются скорости теплоносителей, а соответственно и коэффициент теплопередачи. Такое снижение пропорционально увеличению площади поверхности водонагревателей, обусловленному большим ич шпоразмером, при этом число секций остается неизменным. Расчеты, приведенные в табл. 3.3, показывают, что при неизменном числе секций водонагревателя в установке и соотношении расходов тепла на горячее водоснабжение и отопление, отличном на 30 % от среднего (р=0,8, что соответствует р,==0,3), изменение расхода сетевой воды во II ступени водонагревателя в расчетном режиме не превышает 4 %. Следовательно, в расчетах можно принять число секций в водонагревательной установке одинаковым при соотношениях расходов тепла среднечасового на горячее водоснабжение и расчетного на отопление, равных 0,2—0,4 независимо от производительности установки. С повышением производительности будет расти только сопротивление установки, и следует применять водонагреватели большего типоразмера. Типоразмер водонагревателя и марку циркуляционного насоса системы горячего водоснабжения выбирают совместно, поскольку, как уже указывалось, напор, развиваемый насосом, рассчитан на преодоление сопротивления водонагревательной установки. Принимается, что потери давления в трубопроводах системы горячего водоснабжения при расчетном водоразборе аналогичны потерям давления в трубопроводах системы холодного водоснабжения. Диаметр циркуляционного трубопровода назначают таким образом, чтобы в режиме циркуляции потери давления в системе горячего водоснабжения и во II ступени водонагревателя были равны напору циркуляционного насоса.
При технико-экономическом сравнении учитывают капитальные затраты на устройство водонагревательной и насосной установок, а также эксплуатационные расходы на электроэнергию, затрачиваемую на преодоление сопротивления водонагревательной установки,
Зимой (в течение 5500 ч) расход воды принят равным расчетному мгновенному для обеих ступеней, а летом (в течение 3200 ч) для II ступени — расчетному, для I ступени 0,9 расчетного. Сопротивление водонагревателей подсчитано на указанный выше расход воды раздельно для I и II ступеней при коэффициенте сопротивления на загрязнение /Сз=4. Коэффициент использования максимума принят по опытным данным для I ступени ф1=0,138; для II ступени (с учетом наличия циркуляционного расхода при снижении водоразбора ниже расчетного) ф1,=0,414.
Результаты расчета для систем разной производительности при двух- и однопоточном построении водонагревательной установки представлены на графиках (рис. 4.11). Оптимум расчетной скорости нагреваемой воды, проходящей через водонагревательную установку, по приведенным затратам находится в пределах 1—1,1 м/с. Причем стоимости одно- и двухпоточной установки, рассчитанной на 50 % производительности каждая, отличаются незначительно. Однако при оптимальной расчетной скорости сопротивление водонагревательной установки приближается к 0,3—0,36 МПа, а напор центробежных насосов, используемых для создания циркуляции в системе горячего водоснабжения, не превышает 0,25 МПа. Из-за этого приходится ограничивать расчетную скорость воды в трубках водонагревателя.
На рис. 4.12 показаны графики выбора водонагревательной установки (из двух параллельных блоков) и циркуляционного повысительного насоса, обеспечивающих горячей водой 300—3200 квартир. Как видно из рисунка, переход на водонагреватель большего типоразмера происходит при сопротивлении установки около 0,2 МПа, что соответствует расчетной скорости воды 0,8 м/с. Для преодоления такого сопротивления в качестве циркуляционно-повысительных насосов выбраны центробежные насосы К 20/30 а, К 45/30 а, К 90/20 а, К 90/20 и К 160/20. Область применения каждой водонагревательной установки и марки насоса в зависимости от числа условных квартир приведены в табл. 4.3.
Каждый повысительный насос при последовательной схеме их установки выбирают на расчетный расход воды для холодного и горячего водоснабжения и на минимально возможный напор при существующей номенклатуре насосов типа К (0,19—0,2 МПа). При этом суммарный напор последовательно установленных насосов должен обеспечить в водоразборном кране последнего этажа самого высокого здания свободный напор 20 кПа при потерях давления во внутриквартальной сети 0,1 МПа и секционном узле 0,05 МПа. Число устанавливаемых насосов принимают с таким условием, чтобы обеспечивалось требуемое давление при снижении давления в городском водопроводе до гарантийного минимума или до 0,05 МПа (для систем, где этот минимум не обеспечивается).
Для 16-этажного здания (самого высокого, для которого не требуется разделение системы на зоны) необходимы четыре насоса (три рабочих, один резервный). Характеристика принятых к установке насосов в зависимости от числа условных квартир приведена в табл. 4.4.
