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.

Расчет системы горячего водоснабжения 5-ти этажного жилого дома

Пример расчета системы горячего водоснабжения

Ввод в здание трубопроводов горячего водоснабжения осуществляется в канале теплосети ближе к центру здания. В проектируемом здании принята схема горячего водоснабжения с нижней разводкой, при которой отдельные стояки объединяются в 2 секционных узла постоянного сопротивления с кольцующими перемычками между стояками с присоединением каждого секционного узла одним трубопроводом к циркуляционной магистрали. Аксонометрическая схема горячего водоснабжения приведена на рис. 1.

Общее количество приборов с горячей водой, установленных в здании количество потребителей

Расчет системы горячего водоснабжения ведется в следующей последовательности

Расчет системы горячего водоснабжения 5-ти этажного жилого дома

− количество квартир − 40;

− расчетная средняя заселенность квартир – 4,5 чел.;

− Средний суточный расход воды Q _t h = 18 м 3 /сут;

− Средний часовой расход q _t h = 0,75 м 3 /ч;

− Максимальный часовой расход q _hr h =2,78 м 3 /ч;

− Максимальный секундный расход q h = 1,25 л/с;

− Максимальный суточный расход Q h = 27,54 м 3 /сут;

− в каждой квартире установлены: смеситель для мойки на кухне, смеситель для ванны ,смеситель для умывальника;

− здание оборудовано централизованным горячим водоснабжением;

− система горячего водоснабжения принята секционной;

− все трубы в пределах подвала покрыты тепловой изоляцией

− полотенцесушители установлены на подающих стояках;

− все подающие и циркуляционные стояки конструктивно запроектированы одинаковыми;

− водонагреватель расположен в центральном тепловом пункте, марки 04 ОСТ34-588-68.

− Расчетная схема, выполненная на основании плана здания, с однотипными стояками представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Аксонометрическая схема

Расход горячей воды на все здание составит:

1,25л/с.

Гидравлический расчет подающих трубопроводов выполняется по расчетной схеме 1.1 и сводится в табл. 1. По результатам расчета назначаются диаметры трубопроводов системы.

Расчет циркуляционных расходов производится с целью определения потерь тепла на участках всей системы горячего водоснабжения. Результаты расчета сводятся в табл. 2.

Рисунок 1.1 Расчетная схема

Таблица 1. Гидравлический расчет подающих трубопроводов горячей воды

Таблица 2. Определение потерь тепла и циркуляционных расходов

(продолжение)

(окончание)

Таблица 3 Сумма теплопотерь на дом

Таблица 4 Гидравлический расчет в режиме циркуляции

Требуемый напор в системе горячего водоснабжения определяется по формуле (10.1)

,

(7.1)

,

(3.18)

где: Н_в – потери напора на вводе, м; Н_в=0,04м;

Н_геом – геометрическая высота подъёма воды, м; Н_геом=29,70м;

Н_вн – потери напора на водонагревателе, м; Н_вн=0,07м;

— общие потери в трубах сети от водонагревателя до диктующего наиболее высокорасположенного прибора, м; =5,65м;

Н_f – свободный напор у диктующей точки, м; Н_f = 7,5м;

H_вуТ3 – потери напора в водомерном узле Т3, м; H_вуТ3=2,03 м;

H_вуТ4 – потери напора в водомерном узле Т4, м; H_вуТ4=3,56 м;

Так как Н_тр ест _cir=9,8*29,657*(0,98804-0,9752)=3,73м,

Расход воды на нужды горячего водоснабжения, нормы

РАСЧЕТ ЧАСОВОГО МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ ЧАСТНОГО ДОМА

Расход воды на нужды горячего водоснабжения должен быть определен по нормам расхода горячей воды, с учетом вероятности использования водоразборных приборов. Определяют нагрузку на систему ГВС по максимальному расходу горячей воды и учитывают ее при выборе источника тепла. Здравствуйте, дорогие друзья! Мы привыкли каждый день пользоваться горячей водой и с трудом можем себе представить комфортную жизнь, если нельзя принять теплую ванну или приходится мыть посуду под краном, из которого льется холодная струйка. Вода желаемой температуры и в нужном количестве — вот о чем мечтает владелец каждого частного дома. Сегодня мы с вами определим расчетный расход воды и тепла на горячее водоснабжение нашего дома. Вы должны понимать, что на данном этапе нам не особо важно где мы получим это тепло. Возможно, мы его учтем при выборе мощности источника теплоснабжения и будем греть воду на нужды горячего водоснабжения в котле. Возможно, мы будем греть воду в отдельном электрическом бойлере или газовой колонке, а возможно нам ее будут привозить.

Ну, а если уж нет никаких технических возможностей выполнить систему ГВС дома, то будем ходить в свою или поселковую баню. Наши родители в основном и ходили в городские бани, а сейчас — позвонил и передвижная русская баня у тебя под окном. Конечно, жизнь не стоит на месте и наличие ванны и душевой кабины в доме сегодня уже не роскошь, а простая необходимость. Поэтому систему ГВС в доме будем предусматривать. От правильности расчета горячего водоснабжения будет зависеть величина нагрузки на систему ГВС дома и, в конечном счете, выбор мощности источника тепла. Поэтому подойти к данному расчету надо очень серьезно. Прежде чем выбирать схему и оборудование системы ГВС дома, нам надо рассчитать главный параметр любой системы – максимальный расход горячей воды в час максимального водопотребления (Q_г.в макс , кг/ч).

Практически, с помощью секундомера и мерной емкости, определяем расход горячей воды, л/мин при заполнении ванны

Расчет часового максимального расхода горячей воды в час его максимального водопотребления

Для расчета данного расхода, давайте обратимся к нормам расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76), см таблицу 1.

Нормы расхода горячей воды (по главе СНиП 2-34-76)

Таблица 1

измерения Нормы расхода горячей воды g_и.с, л/сут g_и, л/сут g_и.ч л/ч Жилые дома квартирного типа

— умывальниками, мойками и душами;

— сидячими ванными и душами;

— ванными длиной от 1500 до 1700 мм и душами. 1 житель 85

g_и.с – средняя за отопительный период, л/сут;

g_и — наибольшего водопотребления, л/сут;

g_и.ч – наибольшего водопотребления, л/ч.

Дорогие друзья, я хочу вас предостеречь от одной распространенной ошибки. Многие застройщики, да и молодые неопытные проектировщики, выполняют расчет часового максимального расхода горячей воды по формуле

G макс = g_{и.ч *} U, кг/ч

g_и.ч – норма расхода горячей воды, л/ч, наибольшего водопотребления, принимается по таблице 1; U – число потребителей горячей воды, U=4 чел.

G макс = 10 _* 4 = 40 кг/ч или 0,67 л/мин

Q_г.в макс = 40 _* 1 _* (55 – 5) = 2000 ккал/ч или 2,326 кВт

Рассчитав расход воды таким образом и выбрав мощность источника тепла на нагрев этого расхода вы успокоились. Но встав под душ, с удивлением обнаружите, что на вашу грязную и потную лысину всего капает лишь 3 капли воды в секунду. Ни руки помыть, ни посуду всполоснуть, не говоря уже о приеме ванны не может быть и речи. Так в чем же дело? А ошибка в том, что не правильно определен максимальный часовой расход воды за сутки наибольшего водопотребления. Оказывается, что все нормы расхода горячей воды по таблице 1 должны применяться только для расчета расхода через отдельные приборы и вероятности использования их действия. Эти нормы не применимы для определения расходов исходя из количества потребителей, путем умножения количества потребителей на удельный расход! Именно в этом заключается основная ошибка, допускаемая многими расчетчиками при определении тепловой нагрузки на систему ГВС.

Если нам необходимо определить производительность генераторов тепла (котла) или подогревателей при отсутствии у абонентов баков-аккумуляторов горячей воды (наш случай), то расчетную нагрузку на систему ГВС надо определять по максимальному часовому расходу горячей воды (тепла) за сутки наибольшего водопотребления по формуле

Q_г.в макс = G макс _* с _* (t_г.ср – t_х), ккал/ч

G макс – максимальный часовой расход горячей воды, кг/ч. Максимальный часовой расход горячей воды, G макс ,с учетом вероятности использования водоразборных приборов, должен определяться по формуле

g – норма расхода горячей воды, л/с водоразборными приборами. В нашем случае: для умывальника g_у = 0,07 л/с; для мойки g_м = 0,14 л/с; для душа g_д = 0,1 л/с; для ванны g_в = 0,2 л/с. Выбираем большее значение, то есть g = g_в = 0,2 л/с; К_и – безразмерный коэффициент использования водоразборного прибора за 1 ч наибольшего водопотребления. Для ванны, имеющей характерный (наибольший) расход горячей воды g_х = 200л/ч, данный коэффициент будет равен К_и = 0,28; α_ч – безразмерная величина, определяемая в зависимости от общего числа N водоразборных приборов и вероятности использования их Р_ч за 1 ч наибольшего водопотребления. В свою очередь, вероятность использования водоразборных приборов можно определить по формуле

Р_ч = g_{и.ч *} U / 3600 _* К_{и *} g _* N

g_и.ч – норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления, л/ч. Она принимается по таблице 1, g_и.ч = 10л/ч; N – общее число водоразборных приборов установленных в доме, N = 4.

Q_г.в макс = 444 _* 1 _* (55 – 5) = 22200 ккал/ч или 25,8 кВт

Нет, ни желаемой температуры, ни должного расхода горячей воды — дискомфорт

Как видите, дорогие друзья, расход воды и соответственно тепла увеличился примерно в 10 раз. Кроме того расход тепла на горячее водоснабжение (25,8 кВт) в 2 раза больше суммарного расхода тепла на отопление и вентиляцию дома (11,85 + 1,46 = 13,31 кВт). Если эти данные предъявить «Заказчику», то у него волосы встанут дыбом и он потребует что бы ему объяснили – в чем тут дело? Вот давайте и поможем ему. Нижеприведенные таблицы 2 и 3 помогут нам в этом. А сейчас давайте обратимся к таблице 2 и посчитаем часовой наибольший расход воды при загрузке всех водопотребителей одновременно. Сложив все характерные расходы, мы получим 530 л/ч. Как видим, суммарный характерный расход получился больше расчетного (444л/ч) на 86 л/ч. И это не удивительно, поскольку вероятность того, что все водоразборные приборы будут работать одновременно очень мала. У нас и так величина обеспечения потребности в горячей воде от максимума составляет 84%. В реальности эта величина равна еще меньше – порядка 50%. Давайте попробуем получить реальную величину, для этого используем таблицу 3. Не забываем, что нормы расхода горячей воды разработаны для потребителей при t_г.ср = 55 о С, мы же по таблице будем находить расходы при t_г.ср = 40 о С.

Минимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной t _г.в = 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G мин =[ (5 _* 1,5) + (20 _* 5) + (30 _* 6) +(120 _* 10) ] _* 0,84 = 342,3 л/ч (239,6 л/ч при t _г.в = 55 о С)

Максимальный суммарный расход горячей воды, при усредненной температуре воды равной 40 о С и одновременном действии всех водозаборных приборах с обеспеченностью данного расхода в 84%, будет равен G макс = [ (15 _* 3) + (30 _* 5) + (90 _* 6) +(200 _* 15) ] _* 0,84 = 869,4 л/ч (608,6 л/ч при t _г.в = 55 о С)

Средний расход при при t _г.в = 55 о С будет равен G сред = (G мин + G макс )/2 = (239,6 + 608,6)/2 = 424,1 л./ч. Вот мы и получили то, что искали – 424,1 л/ч вместо 444 л/ч по расчету.

Нормы расхода горячей воды водоразборными приборами (глава СНиП 2-34-76)