Conferencias magistrales - Fuentes y sistemas de suministro de calor - Archivo Cons_6.doc. Cálculo hidráulico de la red de calefacción.

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El cálculo hidráulico es el elemento más importante en el diseño de redes de calefacción.

La tarea del cálculo hidráulico incluye:

1. Determinación de diámetros de tuberías,

2. Determinación de la caída de presión en la red,

3. Establecimiento de valores de presión en diversos puntos de la red,

4. Vincular presiones en varios puntos del sistema en modos estáticos y dinámicos de su operación,

5. Establecimiento de las características necesarias de las bombas de circulación, refuerzo y reposición, su cantidad y ubicación.

6. Determinación de métodos para conectar las entradas de abonado a la red de calefacción.

7. Selección de circuitos y dispositivos de control automático.

8. Identificación de modos racionales de funcionamiento.

Los cálculos hidráulicos se realizan en el siguiente orden:

1) en la parte gráfica del proyecto, trazar un plano general del área de la ciudad en una escala de 1:10000, de acuerdo con el encargo, indicar la ubicación de la fuente de calor (IT);

2) mostrar un diagrama de la red de calefacción desde IT a cada microdistrito;

3) para el cálculo hidráulico de la red de calefacción a lo largo de la ruta de la tubería, la línea de diseño principal se selecciona, por regla general, desde la fuente de calor hasta la unidad de calefacción más remota;

4) el diagrama de diseño indica el número de tramos, sus longitudes, determinadas según el plano general, teniendo en cuenta la escala aceptada y el consumo estimado de agua;

5) en función del caudal de refrigerante y teniendo en cuenta la pérdida de presión específica de hasta 80 Pa/m, se asignan los diámetros de las tuberías en los tramos de la línea principal;

6) utilizando las tablas, determine la pérdida de presión específica y la velocidad del refrigerante (cálculo hidráulico preliminar);

7) calcular las ramas en función de la diferencia de presión disponible; en este caso, la pérdida de presión específica no debe exceder los 300 Pa/m, la velocidad del refrigerante no debe exceder los 3,5 m/s;

8) dibujar un diagrama de tubería, disponer válvulas de cierre, soportes fijos, compensadores y otros equipos; las distancias entre soportes fijos para secciones de diferentes diámetros se determinan con base en los datos de la Tabla 2;

9) con base en las resistencias locales, determine longitudes equivalentes para cada sección y calcule la longitud reducida usando la fórmula:

10) calcular la pérdida de presión en secciones a partir de la expresión

Donde α es un coeficiente que tiene en cuenta la proporción de pérdidas de presión debidas a resistencias locales;

∆ptr – caída de presión por fricción en un tramo de la red de calefacción.

El cálculo hidráulico final se diferencia del preliminar en que la caída de presión a través de las resistencias locales se tiene en cuenta con mayor precisión, es decir, después de colocar compensadores y válvulas de cierre. Para d ≤ 250 mm se utilizan juntas de dilatación prensaestopas, para diámetros más pequeños se utilizan juntas de dilatación en forma de U.

Se realizan cálculos hidráulicos para la tubería de suministro; El diámetro de la tubería de retorno y la caída de presión en ella se consideran los mismos que en la tubería de suministro (cláusula 8.5).

Según el párrafo 8.6, el diámetro interior más pequeño de las tuberías debe ser de al menos 32 mm en las redes de calefacción y de al menos 25 mm para las tuberías de circulación de agua caliente.

Los cálculos hidráulicos preliminares comienzan con la última sección de la fuente de calor y se resumen en la Tabla 1.

Tabla 6 – Cálculo hidráulico preliminar

Número gráfico	lpr=lx (1+α), m	∆Р=Rхlр, Pa
CARRETERA









RAMA DE DISEÑO





		∑∆Rotv =

La tarea del cálculo hidráulico incluye:

Determinación del diámetro de la tubería;

Determinación de la caída de presión (presión);

Determinación de presiones (presiones) en varios puntos de la red;

Vincular todos los puntos de la red en modos estático y dinámico para garantizar las presiones permitidas y requeridas en la red y los sistemas de abonados.

Según los resultados de los cálculos hidráulicos, se pueden resolver los siguientes problemas.

1. Determinación de los costes de capital, consumo de metal (tuberías) y volumen principal de trabajo en el tendido de una red de calefacción.

2. Determinación de las características de las bombas de circulación y reposición.

3. Determinación de las condiciones de funcionamiento de la red de calefacción y selección de esquemas de conexión de abonados.

4. Selección de automatización para la red de calefacción y abonados.

5. Desarrollo de modos de funcionamiento.

a. Esquemas y configuraciones de redes de calefacción.

El diseño de la red de calefacción está determinado por la ubicación de las fuentes de calor en relación con el área de consumo, la naturaleza de la carga térmica y el tipo de refrigerante.

La longitud específica de las redes de vapor por unidad de carga térmica de diseño es pequeña, ya que los consumidores de vapor, generalmente consumidores industriales, se encuentran a poca distancia de la fuente de calor.

Una tarea más difícil es elegir un esquema de red para calentar agua debido a su gran longitud y gran número de suscriptores. Los vehículos acuáticos son menos duraderos que los vehículos de vapor debido a una mayor corrosión y son más sensibles a los accidentes debido a la alta densidad del agua.

Fig.6.1. Red de comunicación unifilar de una red de calefacción de dos tubos.

Las redes de agua se dividen en redes principales y de distribución. El refrigerante se suministra a través de redes principales desde las fuentes de calor hasta las zonas de consumo. A través de redes de distribución, el agua se suministra a GTP y MTP y a los suscriptores. Los suscriptores rara vez se conectan directamente a las redes troncales. En los puntos de conexión de las redes de distribución a las principales se instalan cámaras de seccionamiento con válvulas. Las válvulas seccionales en las redes principales suelen instalarse cada 2-3 km. Gracias a la instalación de válvulas seccionales se reducen las pérdidas de agua durante accidentes de vehículos. Los vehículos de distribución y principales con un diámetro inferior a 700 mm suelen tener un callejón sin salida. En caso de emergencia, una interrupción del suministro de calor a los edificios de hasta 24 horas es aceptable en la mayor parte del país. Si una interrupción en el suministro de calor es inaceptable, es necesario prever la duplicación o bucle invertido del sistema de calefacción.

Fig.6.2. Red de calefacción anular de tres centrales térmicas Fig.6.3. Red de calor radial

Al suministrar calor a las grandes ciudades desde varias centrales térmicas, es aconsejable prever el enclavamiento mutuo de las centrales térmicas conectando sus redes mediante conexiones entrelazadas. En este caso se obtiene una red de calor anular con varias fuentes de energía. Un esquema de este tipo tiene mayor confiabilidad y garantiza la transmisión de flujos de agua redundantes en caso de accidente en cualquier parte de la red. Cuando los diámetros de las tuberías que se extienden desde la fuente de calor son de 700 mm o menos, generalmente se usa un diagrama de red de calefacción radial con una disminución gradual en el diámetro de la tubería a medida que aumenta la distancia desde la fuente y disminuye la carga conectada. Esta red es la más barata, pero en caso de accidente se corta el suministro de calor a los abonados.

b. Dependencias de cálculo básico

Fig.6.1. Diagrama del movimiento de un fluido en una tubería.

La velocidad del fluido en las tuberías es baja, por lo que se puede despreciar la energía cinética del flujo. Expresión h=pag/r gramo se llama altura piezométrica y la suma de la altura Z y la altura piezométrica se llama altura total.

H 0 =Z + p/rg = Z + H.(6.1)

La caída de presión en una tubería es la suma de las pérdidas de presión lineales y las pérdidas de presión debidas a las resistencias hidráulicas locales.

D pag=D pag l + D pag metro (6.2)

En tuberías D pag l = R yo l, Dónde R l – caída de presión específica, es decir caída de presión por unidad de longitud de tubería, determinada por la fórmula de d'Arcy.

. (6.3)

El coeficiente de resistencia hidráulica l depende del régimen de flujo del fluido y de la rugosidad absoluta equivalente de las paredes de la tubería. k e. Se puede utilizar en cálculos. siguientes valores k e– en líneas de vapor k e= 0,2 mm; en redes de agua k e=0,5 mm; en tuberías de condensado y sistemas de suministro de agua caliente k e= 1 milímetro.

Con flujo laminar de líquido en una tubería ( Re < 2300)

En la región de transición 2300< Re < 4000

. (6.5)

. (6.6)

Generalmente en redes de calefacción. Re > Re pr, por lo tanto (6.3) se puede reducir a la forma

, Dónde . (6.7)

La pérdida de presión en resistencias locales está determinada por la fórmula

. (6.8)

Valores del coeficiente de resistencia hidráulica local. X se dan en libros de referencia. Al realizar cálculos hidráulicos, es posible tener en cuenta las pérdidas de presión debidas a resistencias locales en una longitud equivalente.

Entonces dónde a=l eq/l– proporción de pérdidas de presión locales.

a. Procedimiento de cálculo hidráulico.

Normalmente, durante los cálculos hidráulicos, se especifican el caudal de refrigerante y la caída de presión total en el área. Necesitas encontrar el diámetro de la tubería. El cálculo consta de dos etapas: preliminar y verificación.

Pago por adelantado.

2. Establecer la fracción de caídas de presión locales. a=0.3...0.6.

3. Evaluar la pérdida de presión específica.

. Si se desconoce la caída de presión en el área, entonces se establecen por el valor rl < 20...30 Па/м.

4. Calcule el diámetro de la tubería a partir de las condiciones de operación en régimen turbulento Para las redes de calentamiento de agua, la densidad se considera igual a 975 kg/m 3.

De (6.7) encontramos

, (6.9)

Dónde r– densidad media del agua en un área determinada. Según el valor del diámetro encontrado, se selecciona una tubería con el diámetro interno más cercano de acuerdo con GOST. Al elegir una tubería, indique d y Y d, o re n Y d.

2. Cálculo de verificación.

Para los tramos finales, se debe comprobar el modo de conducción. Si resulta que el modo de movimiento es transitorio, entonces, si es posible, es necesario reducir el diámetro de la tubería. Si esto no es posible, entonces los cálculos deben realizarse utilizando fórmulas de régimen de transición.

1. Se están aclarando los valores rl;

2. Se especifican los tipos de resistencias locales y sus longitudes equivalentes. Las válvulas se instalan en la salida y entrada del colector, en los puntos de conexión de las redes de distribución a las principales, ramales al consumidor y en los consumidores. Si la longitud de la rama es inferior a 25 m, se permite instalar la válvula solo en el consumidor. Las válvulas seccionales se instalan cada 1 a 3 km. Además de las válvulas, son posibles otras resistencias locales: giros, cambios de sección transversal, tes, fusiones y bifurcaciones de flujo, etc.

Para determinar el número de compensadores de temperatura, las longitudes de las secciones se dividen por la distancia permitida entre los soportes fijos. El resultado se redondea al número entero más cercano. Si hay giros en la zona, se pueden utilizar para autocompensar las ampliaciones de temperatura. En este caso, el número de compensadores se reduce en el número de vueltas.

5. Se determina la pérdida de presión en el área. Para sistemas cerrados Dp uch =2R l (l+l e).

Para sistemas abiertos, los cálculos preliminares se basan en el caudal equivalente

Durante los cálculos de verificación, las pérdidas de presión lineales específicas se calculan por separado para las tuberías de suministro y retorno para los caudales reales.

, .

Al final del cálculo hidráulico, se construye un gráfico piezométrico.

a. Gráfico piezométrico de una red de calefacción.

El gráfico piezométrico muestra a escala el terreno, la altura de los edificios anexos y la presión en la red. Con este gráfico, es fácil determinar la presión y la presión disponible en cualquier punto de la red y los sistemas del abonado.

Se toma como plano horizontal de referencia de presión los niveles 1 - 1. La línea P1 - P4 es un gráfico de las presiones de la línea de suministro. Línea O1 – O4 – gráfico de presión de la línea de retorno. Н о1 – presión total en el colector de retorno de la fuente; Nsn – presión de la bomba de red; Nst – presión total de la bomba de reposición o presión estática total en la red de calefacción; Nk – presión total en t.K en la tubería de descarga de la bomba de la red; DHt – pérdida de presión en la planta de tratamiento térmico; Нп1 – presión total en el colector de suministro, Нп1= Нк - DHт. Presión de suministro de agua disponible en el colector de CHP N1=Np1-No1. La presión en cualquier punto de la red i se indica como Нпi, Hoi es la presión total en las tuberías de ida y vuelta. Si la altura geodésica en el punto i es Zi, entonces la presión piezométrica en este punto es Нпi – Zi, Hoi – Zi en directo y tuberías de retorno, respectivamente. La presión disponible en el punto i es la diferencia entre las presiones piezométricas en las tuberías de ida y vuelta – Нпi – Hoi. La presión disponible en el vehículo en el punto de conexión del abonado D es H4 = Np4 – Ho4.

Fig.6.2. Esquema (a) y gráfico piezométrico (b) de una red de calefacción de dos tubos.

Hay una pérdida de presión en la línea de suministro en las secciones 1 - 4. Hay una pérdida de presión en la línea de retorno en las secciones 1 - 4 . Cuando la bomba principal está funcionando, la presión Hst de la bomba de alimentación está regulada por el regulador de presión al No1. Cuando la bomba de la red se detiene, se establece una presión estática Nst en la red, desarrollada por la bomba de reposición. Al calcular hidráulicamente una tubería de vapor, es posible que no se tenga en cuenta el perfil de la tubería de vapor debido a la baja densidad del vapor. Pérdidas de presión de los abonados, por ejemplo Depende del esquema de conexión del suscriptor. Con elevador de mezcla D norte e= 10...15 m, con entrada sin ascensor – D nótese bien e =2...5 m, en presencia de calentadores de superficie D norte n=5...10 m, con bomba de mezcla D norte ns= 2…4 m.

Requisitos para las condiciones de presión en la red de calefacción:

b. en ningún punto del sistema la presión no debe exceder el valor máximo permitido. Las tuberías del sistema de suministro de calor están diseñadas para 16 ata, las tuberías de los sistemas locales están diseñadas para una presión de 6-7 ata;

C. Para evitar fugas de aire en cualquier punto del sistema, la presión debe ser de al menos 1,5 atm. Además, esta condición es necesaria para evitar la cavitación de la bomba;

d. en cualquier punto del sistema, la presión no debe ser inferior a la presión de saturación a una temperatura determinada para evitar la ebullición del agua;

6.5. Características del cálculo hidráulico de tuberías de vapor.

El diámetro de la línea de vapor se calcula en función de la pérdida de presión permitida o de la velocidad del vapor permitida. La densidad del vapor en el área calculada está preestablecida.

Cálculo basado en la pérdida de presión permitida.

Evaluar , a= 0,3...0,6. Utilizando (6.9), se calcula el diámetro de la tubería.

Están determinados por la velocidad del vapor en la tubería. De la ecuación para el flujo de vapor – G=wrF Encuentre el diámetro de la tubería.

Según GOST, se selecciona una tubería con el diámetro interno más cercano. Se especifican pérdidas lineales específicas y tipos de resistencias locales, y se calculan longitudes equivalentes. Se determina la presión al final de la tubería. Las pérdidas de calor en el área de diseño se calculan en función de las pérdidas de calor normalizadas.

Qpot=q l l, Dónde q l– pérdida de calor por unidad de longitud para una determinada diferencia de temperatura entre el vapor y el ambiente, teniendo en cuenta la pérdida de calor en soportes, válvulas, etc. Si q l determinado sin tener en cuenta las pérdidas de calor en soportes, válvulas, etc., entonces

Qpot=q l (tav – to)(1+b), Dónde tsr- temperatura media del vapor en el sitio, a– temperatura ambiente, dependiendo del método de instalación. Para instalación sobre el suelo a = no, para instalación subterránea sin canales a = tgr(temperatura del suelo a la profundidad de colocación), cuando se coloca en canales pasantes y semipasantes a=40...50 0 C. Cuando se coloca en canales no transitables a= 5 0 C. Con base en las pérdidas de calor encontradas, se determina el cambio en la entalpía del vapor en la sección y el valor de la entalpía del vapor al final de la sección.

Diuch=Qpot/D, ik=in - Diuch.

Con base en los valores encontrados de presión y entalpía del vapor al principio y al final de la sección, se determina un nuevo valor de la densidad promedio del vapor. rср = (rn + rc)/2. Si el nuevo valor de densidad difiere del valor especificado anteriormente en más del 3%, entonces el cálculo de verificación se repite con aclaración simultáneamente y rl.

a. Características del cálculo de tuberías de condensado.

Al calcular la tubería de condensado, es necesario tener en cuenta la posible formación de vapor cuando la presión cae por debajo de la presión de saturación (vapor secundario), la condensación de vapor debido a pérdidas de calor y el paso de vapor después de las trampas de vapor. La cantidad de vapor que pasa está determinada por las características de la trampa de vapor. La cantidad de vapor condensado está determinada por la pérdida de calor y el calor de vaporización. La cantidad de vapor secundario está determinada por los parámetros promedio en el área de diseño.

Si el condensado está cerca del estado de saturación, entonces el cálculo debe realizarse como para una tubería de vapor. Al transportar condensado sobreenfriado, el cálculo se realiza de la misma forma que para las redes de agua.

b. Modo de presión de la red y elección del esquema de entrada del abonado.

1. Para el funcionamiento normal de los consumidores de calor, la presión en la línea de retorno debe ser suficiente para llenar el sistema, Ho > DHms.

2. La presión en el retorno debe estar por debajo del valor permitido po > padd.

3. La presión real disponible en la entrada del abonado no debe ser inferior a la calculada, DHab DHcalc.

4. La presión en la línea de suministro debe ser suficiente para llenar el sistema local, Hp – DHab > Hms.

5. En modo estático, es decir. Al apagar las bombas de circulación, no se debe vaciar el sistema local.

6. La presión estática no debe exceder el valor permitido.

La presión estática es la presión que se establece después de que se apagan las bombas de circulación. El nivel de presión estática (presión) debe indicarse en el gráfico piezométrico. El valor de esta presión (presión) se establece en función del límite de presión para dispositivos de calefacción y no debe exceder 6 ati (60 m). En un terreno tranquilo, el nivel de presión estática puede ser el mismo para todos los consumidores. En caso de grandes fluctuaciones del terreno, puede haber dos, pero no más de tres, niveles estáticos.

Fig.6.3. Gráfico de presiones estáticas del sistema de calefacción.

La Figura 6.3 muestra un gráfico de presiones estáticas y un diagrama del sistema de suministro de calor. Las alturas de los edificios A, B y C son iguales e iguales a 35 m. Si trazamos una línea de presión estática a 5 metros por encima del edificio C, entonces los edificios B y A se encontrarán en una zona de presión de 60 y 80 m. son posibles las siguientes soluciones.

7. Las instalaciones de calefacción en los edificios A están conectadas según un circuito independiente, y en los edificios B y C, según uno dependiente. En este caso, se establece una zona estática común para todos los edificios. Los calentadores de agua estarán bajo una presión de 80 m, lo que es aceptable desde el punto de vista de la resistencia. Línea de presión estática – S - S.

8. Las instalaciones de calefacción del edificio C están conectadas según un circuito independiente. En este caso, la altura estática total se puede seleccionar según las condiciones de resistencia de las instalaciones de los edificios A y B - 60 m, este nivel se indica con la línea M - M.

9. Las instalaciones de calefacción de todos los edificios están conectadas según un esquema dependiente, pero la zona de suministro de calor se divide en dos partes: una en nivel mm para los edificios A y B, el otro para Nivel SS para el edificio C. Para ello, entre los edificios B y C, se instala una válvula de retención 7 en la línea directa y una bomba de alimentación para la zona superior 8 y un regulador de presión 10 en la línea de retorno. El mantenimiento de la presión estática dada en la zona C se realiza mediante la bomba de alimentación de la zona superior 8 y el regulador de alimentación 9. El mantenimiento de la presión estática dada en la zona inferior se realiza mediante la bomba 2 y el regulador 6.

En el modo de funcionamiento hidrodinámico de la red, los requisitos anteriores también deben cumplirse en cualquier punto de la red a cualquier temperatura del agua.

Fig.6.4. Trazar un gráfico de presiones hidrodinámicas de un sistema de suministro de calor.

10. Construcción de líneas de presiones piezométricas máximas y mínimas.

Las líneas de presiones permisibles siguen el terreno, porque Se acepta que las tuberías se coloquen de acuerdo con el terreno. La referencia es del eje de la tubería. Si el equipo tiene dimensiones de altura significativas, entonces la presión mínima se cuenta desde el punto superior y la máxima desde abajo.

1.1. Línea Pmax – línea de presiones máximas permitidas en la línea de suministro.

Para calderas de calentamiento de agua pico, la presión máxima permitida se cuenta desde el punto inferior de la caldera (se supone que está al nivel del suelo) y la presión mínima permitida se mide desde el colector superior de la caldera. La presión permitida para calderas de agua caliente de acero es de 2,5 MPa. Teniendo en cuenta las pérdidas, se supone que en la salida de la caldera Hmax = 220 m. La presión máxima permitida en la línea de suministro está limitada por la resistencia de la tubería (рmax = 1,6 MPa). Por tanto, en la entrada de la línea de suministro Hmax = 160 m.

a. Línea Omax – línea de presiones máximas permitidas en la línea de retorno.

Según las condiciones de resistencia de los calentadores de agua, la presión máxima no debe ser superior a 1,2 MPa. Por tanto, el valor de presión máximo es de 140 m. El valor de presión para instalaciones de calefacción no puede superar los 60 m.

La presión piezométrica mínima permitida está determinada por la temperatura de ebullición, que excede la temperatura de diseño en la salida de la caldera en 30 0 C.

b. Línea Pmin – línea de la presión mínima permitida en línea recta

La presión mínima permitida en la salida de la caldera se determina a partir de la condición de que no hierva en el punto superior, para una temperatura de 180 0 C. Se establece en 107 m. De la condición de agua que no hierve a una temperatura de 150 0 C, la presión mínima debe ser de 40 m.

1.4. Línea Omin – línea de presión mínima permitida en la línea de retorno. Con base en la condición de inadmisibilidad de fugas de aire y cavitación de bombas, se adoptó una presión mínima de 5 m.

Bajo ninguna circunstancia las líneas de presión reales en las líneas de ida y vuelta pueden exceder los límites de las líneas de presión máxima y mínima.

El gráfico piezométrico brinda una imagen completa de las presiones de funcionamiento en modos estático e hidrodinámico. De acuerdo con esta información, se selecciona uno u otro método para conectar suscriptores.

Fig.6.5. Gráfico piezométrico

Edificio 1. La presión disponible es superior a 15 m, la presión piezométrica es inferior a 60 m La instalación de calefacción se puede conectar en circuito dependiente con la unidad de ascensor.

Edificio 2. En este caso, también puede utilizar un esquema dependiente, pero como Si la presión en la línea de retorno es menor que la altura del edificio en el punto de conexión, es necesario instalar un regulador de presión "aguas arriba". La caída de presión a través del regulador debe ser mayor que la diferencia entre la altura de instalación y la presión piezométrica en la línea de retorno.

Edificio 3. La presión estática en este lugar es superior a 60 m, lo mejor es utilizar un esquema independiente.

Edificio 4. La presión disponible en este lugar es inferior a 10 m, por lo que el ascensor no funcionará. Es necesario instalar una bomba. Su presión debe ser igual a la pérdida de presión en el sistema.

Edificio 5. Es necesario utilizar un esquema independiente: la presión estática en este lugar es de más de 60 m.

6.8. Modo hidráulico de redes de calefacción.

La pérdida de presión en la red es proporcional al cuadrado del caudal.

Usando la fórmula para calcular la pérdida de presión, encontramos S.

Las pérdidas de presión de la red se definen como , donde .

Al determinar la resistencia de toda la red, se aplican las siguientes reglas.

1. Al conectar elementos de red en serie, se suman sus resistencias. S.

S S=S si.

11. Al conectar elementos de red en paralelo, se suman sus conductividades.

. .

Una de las tareas del cálculo hidráulico de un vehículo es determinar el caudal de agua para cada abonado y en la red en su conjunto. Generalmente conocido: diagrama de red, resistencia de secciones y suscriptores, presión disponible en el colector de una central térmica o sala de calderas.

Arroz. 6.6. Diagrama de red de calor.

denotemos S I - S V – resistencia de los tramos de la carretera; S 1 – S 5 – resistencias de abonados junto con las ramas; V– caudal total de agua en la red, m 3 /s; Vm– flujo de agua a través de la instalación del abonado metro; SI-5– resistencia de los elementos de la red desde la sección I hasta la rama 5; SI-5=S yo+ S 1-5, donde S 1-5 – resistencia total de los suscriptores 1-5 con las ramas correspondientes.

Encontramos el flujo de agua a través de la instalación 1 a partir de la ecuación

, de aquí .

Para instalación de abonado 2

. Encontraremos la diferencia de costos a partir de la ecuación.

, Dónde . De aquí

Para configurar 3 obtenemos

Resistencia de la red de calefacción con todos los ramales desde el abonado 3 hasta el último abonado 5 inclusive; , - resistencia del tramo III de la línea principal.

Para algunos metroº consumidor de norte El flujo relativo de agua se encuentra mediante la fórmula.

. Con esta fórmula, puede encontrar el flujo de agua a través de cualquier instalación de abonado si se conoce el flujo total en la red y la resistencia de las secciones de la red.

12. El caudal relativo de agua a través de una instalación de abonado depende de la resistencia de la red y de las instalaciones de abonado y no depende del valor absoluto del caudal de agua.

13. Si está conectado a la red norte suscriptores, entonces la proporción del consumo de agua a través de las instalaciones. d Y metro, Dónde d < metro, depende sólo de la resistencia del sistema, comenzando desde el nodo d hasta el final de la red, y no depende de la resistencia de la red al nodo d.

Si la resistencia cambia en cualquier sección de la red, entonces para todos los suscriptores ubicados entre esta sección y el punto final de la red, el consumo de agua cambiará proporcionalmente. En esta parte de la red, basta con determinar el grado de cambio en el consumo de un solo suscriptor. Cuando cambia la resistencia de cualquier elemento de la red, el caudal tanto en la red como para todos los consumidores cambiará, lo que conduce a un desajuste. Los desalineamientos en la red son correspondientes y proporcionales. Con el correspondiente desajuste, coincide el signo del cambio en los costos. Con la desregulación proporcional, el grado de cambio en los caudales coincide.

Arroz. 6.7. Cambio en la presión de la red cuando uno de los consumidores se desconecta

Si el abonado X se desconecta de la red de calefacción, la resistencia total de la red aumentará (conexión en paralelo). El consumo de agua en la red disminuirá, las pérdidas de presión entre la estación y el abonado X disminuirán. Por lo tanto, el gráfico de presión (línea de puntos) será más recto. La presión disponible en el punto X aumentará, por lo que aumentará el flujo en la red desde el abonado X hasta el punto final de la red. Para todos los suscriptores desde el punto X hasta el punto final, el grado de cambio en el caudal será el mismo: desregulación proporcional.

Para los abonados entre la estación y el punto X, el grado de cambio en el consumo será diferente. El grado mínimo de variación del consumo será para el primer abonado directamente en la estación - F=1. Mientras te alejas de la estación f > 1 y en aumento. Si cambia la presión disponible en la estación, entonces el consumo total de agua en la red, así como el consumo de agua de todos los suscriptores, cambiará en proporción a la raíz cuadrada de la presión disponible en la estación.

6.9. Resistencia de la red.

Conductividad total de la red

, de aquí

Similarmente

. La resistencia de la red se calcula a partir del suscriptor más distante.

a. Encendido de subestaciones de bombeo.

Se pueden instalar subestaciones de bombeo en las tuberías de suministro, retorno,

así como en el puente entre ellos. La construcción de subestaciones se debe a terrenos desfavorables, largo alcance de transmisión, necesidad de aumentar la capacidad de transmisión, etc.

A). Instalación de la bomba en las líneas de suministro o retorno.

Fig.6.8. Instalación de la bomba en una línea de flujo o secuencial (operación secuencial)

Al instalar una subestación de bombeo (PS) en las líneas de suministro o retorno, el consumo de agua para los consumidores ubicados entre la estación y el PP disminuye, y para los consumidores después del PP aumenta. En los cálculos, la bomba se tiene en cuenta como algo resistencia hidráulica. El cálculo del modo hidráulico de la red con OP se realiza mediante el método de aproximaciones sucesivas.

Establecido por un valor negativo de la resistencia hidráulica de la bomba.

Calcular resistencia en la red, consumo de agua en la red y en los consumidores.

El caudal de agua y la presión de la bomba y su resistencia se especifican con (*).

Fig.6.10. Resumen de características de bombas conectadas en serie y en paralelo.

Cuando las bombas se conectan en paralelo, la característica total se obtiene sumando las abscisas de las características. Cuando las bombas se encienden en serie, la característica total se obtiene sumando las ordenadas de las características. El grado de cambio en el suministro cuando las bombas están conectadas en paralelo depende del tipo de característica de la red. Cuanto menor sea la resistencia de la red, más efectiva será la conexión en paralelo y viceversa.

Fig.6.11. Conexión en paralelo de bombas.

Cuando las bombas se encienden en serie, el suministro total de agua siempre es mayor que el suministro de agua de cada bomba individualmente. Cuanto mayor sea la resistencia de la red, más efectiva será la activación secuencial de las bombas.

b). Instalación de la bomba en el puente entre las líneas de ida y retorno.

Al instalar la bomba en un puente. régimen de temperatura antes y después de NP no es lo mismo.

Para construir las características totales de dos bombas, las características de la bomba A se transfieren primero al nodo 2, donde está instalada la bomba B (ver Fig. 6.12). En la característica dada de la bomba A2 - 2, las presiones para cualquier caudal son iguales a la diferencia entre la presión real de esta bomba y la pérdida de presión en la red C para el mismo caudal.

. Después de llevar las características de las bombas A y B a la misma unidad común, se suman de acuerdo con la regla para sumar bombas que funcionan en paralelo. Cuando una bomba B está funcionando, la presión en el nodo 2 es igual al caudal de agua. Al conectar la segunda bomba A, la presión en el nodo 2 aumenta a y el flujo total de agua aumenta a V>. Sin embargo, el flujo directo de la bomba B se reduce a .

Fig.6.12. Construcción de las características hidráulicas de un sistema con dos bombas en diferentes unidades.

a. Funcionamiento en red con dos fuentes de alimentación.

Si el vehículo funciona con varias fuentes de calor, en las líneas principales hay puntos de encuentro de los flujos de agua de diferentes fuentes. La posición de estos puntos depende de la resistencia del vehículo, la distribución de carga a lo largo de la línea principal y las presiones disponibles en los colectores de la central térmica. Generalmente se especifica el caudal total de agua en dichas redes.

Fig.6.13. Diagrama de un vehículo propulsado por dos fuentes.

El punto de cuenca se ubica de la siguiente manera. Se fijan mediante valores arbitrarios del caudal de agua en tramos de la línea principal según la primera ley de Kirchhoff. Las presiones residuales se determinan basándose en la segunda ley de Kirchhoff. Si, con una distribución de flujo preseleccionada, la cuenca se selecciona en t.K, entonces la segunda ecuación de Kirchhoff se escribirá en la forma: caída de presión en el consumidor m+1 cuando se alimenta desde la estación V. o .

2. Usando la ecuación (*), se calcula el segundo.

3. Calcule la resistencia de la red y los caudales de agua suministrada desde las estaciones A y B.

4. Calcule el consumo de agua del consumidor - y.

5. Se comprueba el cumplimiento de la condición.

, .

a. Red de anillo.

Una red en anillo puede considerarse como una red con dos fuentes de energía con presiones iguales de las bombas de la red. La posición del punto de cuenca en las líneas de suministro y retorno coincide si las resistencias de las líneas de suministro y retorno son las mismas y no hay bombas de refuerzo. De lo contrario, las posiciones del punto divisorio de aguas en las líneas de suministro y retorno deben determinarse por separado. La instalación de una bomba de refuerzo provoca un desplazamiento del punto de la cuenca solo en la línea en la que está instalada.

Fig.6.15. Gráfico de presión en una red en anillo.

En este caso HA = NV.

b. Conexión de subestaciones de bombeo en una red con dos fuentes de energía.

Para estabilizar el régimen de presión en presencia de una bomba de refuerzo en una de las estaciones, la presión en el colector de entrada se mantiene constante. Esta estación se llama fija, otras estaciones se llaman libres. Al instalar una bomba de refuerzo, la presión en el colector de entrada de una estación libre cambia en la cantidad.

a. Modo hidráulico de sistemas de calefacción abiertos.

La característica principal del modo hidráulico de los sistemas abiertos de suministro de calor es que, en presencia de entrada de agua, el consumo de agua en la línea de retorno es menor que en la tubería de suministro. En la práctica, esta diferencia equivale a la extracción de agua.

Fig.6.18. Gráfico piezométrico de un sistema abierto.

El gráfico piezométrico de la línea de suministro permanece constante durante cualquier extracción de agua de la línea de retorno, ya que el caudal en la línea de suministro se mantiene constante mediante reguladores de flujo en las entradas del abonado. Con un aumento en la extracción de agua, el caudal en la línea de retorno disminuye y el gráfico piezométrico de la línea de retorno se vuelve más plano. Cuando la extracción de agua es igual al caudal en la línea de suministro, el caudal en la línea de retorno es cero y el gráfico piezométrico de la línea de retorno se vuelve horizontal. Con los mismos diámetros de las líneas de avance y retroceso y sin extracción de agua, las gráficas de presión en las líneas de avance y retroceso son simétricas. En ausencia de suministro de agua para el suministro de agua caliente, el consumo de agua es igual al consumo de calefacción calculado. v.

De la ecuación (***) podemos encontrar F.

1. Cuando se extrae agua caliente sanitaria de la línea de suministro, el flujo a través del sistema de calefacción disminuye. Al analizar desde la línea de retorno, aumenta. En b=0,4 el caudal de agua a través del sistema de calefacción es igual al calculado.

2. El grado de cambio en el flujo de agua a través del sistema de calefacción.

3. El grado de cambio en el flujo de agua a través del sistema de calefacción es mayor cuanto menor es la resistencia del sistema.

Un aumento en la extracción de agua para ACS puede llevar a una situación en la que toda el agua después del sistema de calefacción va al grifo de ACS. En este caso, el caudal de agua en la tubería de retorno será cero.

De (***): , dónde (****)

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Introducción

Datos iniciales

Parte de cálculo

8.1 Selección de bombas de red.

8.3 Selección de bombas de refuerzo

8.4 Selección de turbinas de vapor para centrales térmicas.

9.3 Cálculo del área con compensador en forma de U

instalación de equipos de red de calefacción

Introducción

El suministro de calor es uno de los principales subsistemas de la ingeniería de energía térmica.

El objetivo principal de cualquier sistema de suministro de calor es proporcionar a los consumidores la cantidad necesaria de calor de la calidad requerida.

Los sistemas de calentamiento de agua se utilizan en dos tipos: cerrados y abiertos. En sistemas cerrados, el agua de la red que circula en la red de calefacción se utiliza únicamente como refrigerante, pero no se extrae de la red.

Para el suministro de calor a las ciudades, en la mayoría de los casos se utilizan sistemas de agua de dos tuberías, en los que la red de calefacción consta de dos tuberías: suministro y retorno. El agua caliente se suministra desde la estación a los suscriptores a través de la tubería de suministro y el agua enfriada regresa a la estación a través de la tubería de retorno.

El uso predominante de sistemas de dos tuberías en las ciudades se explica por el hecho de que estos sistemas, en comparación con los sistemas de múltiples tuberías, requieren menores inversiones iniciales y son más baratos de operar. Los sistemas de dos tubos son aplicables en los casos en que todos los consumidores de la zona necesitan calor de aproximadamente el mismo potencial.

El número de tuberías paralelas en un sistema cerrado debe ser al menos dos, ya que después de la transferencia de calor en las instalaciones del abonado, el refrigerante debe devolverse a la estación.

A pesar de la importante diversidad de cargas de calor, se puede dividir en dos grupos según la naturaleza de su aparición en el tiempo: estacional y durante todo el año. Los cambios en la carga estacional dependen principalmente de las condiciones climáticas: temperatura exterior, dirección y velocidad del viento, radiación solar, humedad del aire, etc. Las cargas durante todo el año incluyen carga de proceso y suministro de agua caliente.

Una de las tareas principales en el diseño y desarrollo del modo de funcionamiento de los sistemas de suministro de calor centralizados es determinar los valores y la naturaleza de las cargas de calor, que es lo que haremos en este cálculo.

Datos iniciales

Plan general número 2

CHP número 5

Tipo de sistema: cerrado

Densidad de población, habitantes/ha 340

Parámetros del refrigerante:

Material aislante térmico IPS-T

Área de construcción Kirov

1. Determinación del consumo de calor horario y anual.

Las áreas de zonas residenciales e industriales se determinan según el plan general.

Determinación del número de habitantes:

Dónde R- densidad de población, personas/ha; F- superficie de manzanas edificadas, hectáreas (según plano general).

Superficie habitable total del bloque:

Dónde F- norma área total Edificio residencial para una persona (9 - 12).

Aceptamos F=10.

Los resultados del cálculo se dan en la Tabla 1.

Tabla 1.

Número de trimestre	Área de un cuarto, ha	Número de personas que viven	Zona residencial del bloque

Los datos necesarios para calcular los flujos de calor para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente se toman de la Tabla 2.

Tabla 2

Flujo de calor máximo, W, para calentar edificios residenciales y públicos:

¿Dónde está el indicador agregado del flujo de calor máximo para calentar edificios residenciales por área total, tomado de la Tabla 3? - coeficiente que tiene en cuenta el flujo de calor para calentar edificios públicos.

Tabla 3

El indicador agregado del flujo de calor máximo para calentar edificios residenciales por área total se acepta para edificios posteriores a 1985, de 5 o más pisos. .

Flujo de calor máximo, W, para ventilación de edificios públicos:

donde =0,6 es un coeficiente que tiene en cuenta el flujo de calor para la ventilación de edificios públicos.

Flujo de calor medio, W, para el suministro de agua caliente sanitaria en edificios residenciales y públicos:

¿Dónde está el indicador agregado del consumo de calor promedio para el suministro de agua caliente por persona? A- se acepta la tasa de consumo de agua para el suministro de agua caliente a temperatura por persona por día que vive en un edificio con suministro de agua caliente A=110; b- la tasa de consumo de agua para el suministro de agua caliente, consumida en edificios públicos, a una temperatura que aceptamos b=25 l/día. para una persona; - temperatura del agua fría (del grifo) en temporada de calefacción, aceptar; Con- capacidad calorífica específica del agua, aceptamos Con=4,187 .

Flujo de calor máximo, W, para suministro de agua caliente sanitaria en edificios residenciales y públicos:

Al determinar el consumo de calor estimado para un área de la ciudad, se tiene en cuenta que durante el transporte del refrigerante, se producen pérdidas de calor en ambiente, que se consideran iguales al 5% de la carga térmica, por lo tanto, el consumo total de calor para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente:

Los resultados del cálculo se dan en la Tabla 4.

Tabla 4

Número de trimestre	Consumo de calor, kW









































Total, teniendo en cuenta las pérdidas:

En verano, que en el suministro de calor viene determinado habitualmente por el período con temperaturas exteriores, sólo funciona agua caliente sanitaria de 3 cargas de calor.

El consumo medio horario de calor para el suministro de agua caliente sanitaria en verano será:

donde esta la temperatura promedio agua caliente, aceptado; - coeficiente que tiene en cuenta el cambio en el consumo de agua para el suministro de agua caliente durante el período sin calefacción, porque Kirov no es una ciudad turística, entonces aceptamos =0,8; - temperatura fría agua del grifo durante la temporada de calefacción, aceptamos; - Aceptamos la temperatura del agua fría del grifo durante el período sin calefacción.

¿Dónde está la temperatura promedio de las instalaciones con calefacción? Aceptamos; - temperatura del aire exterior para el diseño de un sistema de calefacción, extraída de la Tabla 2.

El consumo total de agua para calefacción, ventilación y agua caliente sanitaria a una temperatura t=+8 :

Flujo de calor medio para calefacción y ventilación durante el período de calefacción:

¿Dónde es la temperatura promedio del aire exterior durante el período de calefacción?

Consumo anual de calor para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente de edificios residenciales y públicos:

¿Dónde está la duración del período de calefacción, días? z- número medio de horas de funcionamiento de los sistemas de ventilación de los edificios públicos durante el período de calefacción durante el día, z=16, por ; - Se supone que el número estimado de días por año de funcionamiento del sistema de ACS = 350 días.

Tabla 5

Con base en los datos de la Tabla 5, se construye un gráfico de la carga de calor anual. Este gráfico se presenta en la Figura 1.

2. Cálculo y construcción de cronogramas de regulación del suministro de calor.

Según las redes de calentamiento de agua B, se debe utilizar una regulación central de alta calidad del suministro de calor cambiando la temperatura del refrigerante en función de la temperatura del aire exterior.

2.1 Regulación de la liberación de calor en sistemas cerrados.

Determinemos la presión de temperatura del dispositivo de calefacción:

¿Dónde se acepta la temperatura del agua en la tubería de suministro del sistema de calefacción después del ascensor? - se acepta la temperatura del agua en la tubería de retorno después del sistema de calefacción, - se acepta la temperatura calculada del aire interior.

Diferencia de temperatura estimada del agua en la red de calefacción:

¿Dónde está la temperatura del agua en la tubería de suministro de la red de calefacción a la temperatura del aire exterior?

Diferencia estimada de temperatura del agua en el sistema de calefacción local:

Dados diferentes valores de temperatura del aire exterior que van desde +8 a, las temperaturas del agua en las líneas de suministro y retorno se determinan, respectivamente, y según las fórmulas:

Los resultados se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6

Dado que el calor se suministra simultáneamente a través de las redes de calefacción para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente, para satisfacer la carga térmica del suministro de agua caliente es necesario realizar ajustes en el programa de calentamiento de la temperatura del agua. La temperatura del agua caliente en los elevadores de agua del sistema de ACS debe ser de al menos 55, respectivamente, la temperatura del agua calentada en la salida del calentador de agua de ACS debe ser de 60-65. Por lo tanto, se supone que la temperatura mínima del agua de la red en la línea de suministro es 70ºC para sistemas cerrados de suministro de calor. Para ello, se corta la curva de calefacción en el nivel 70. La temperatura del aire exterior correspondiente al punto de ruptura de la curva se calcula mediante interpolación lineal:

Temperatura del agua en la tubería de retorno después del sistema de calefacción, correspondiente al punto de ruptura del gráfico de temperatura:

El punto de ruptura del gráfico lo divide en 2 partes con diferentes modos de control: en el rango de temperatura del aire exterior de a, se lleva a cabo una regulación cualitativa central del suministro de calor; en el rango de temperatura de +8 hasta se realiza la regulación local de todos los tipos de cargas térmicas.

El cálculo del programa de aumento de temperatura consiste en determinar la diferencia de temperatura del agua de la red en los calentadores de agua de las etapas superior e inferior a diferentes temperaturas exteriores y la carga de equilibrio del suministro de agua caliente:

¿Dónde se adopta el coeficiente de equilibrio, teniendo en cuenta la desigualdad del consumo de calor para el suministro de agua caliente durante el día?

La diferencia total de temperatura del agua de la red en los calentadores de agua de las etapas superior e inferior durante todo el período de calefacción:

Subcalentamiento del agua del grifo a la temperatura de calentamiento del agua en la etapa inferior del calentador de agua: ; porque Si hay tanques de almacenamiento, los aceptamos.

Temperatura del agua del grifo calentada después de la etapa inferior (I) del calentador de agua:

Diferencia de temperatura del agua de la red en la etapa inferior del calentador de agua, correspondiente al punto de ruptura del gráfico:

¿Dónde está la temperatura del agua caliente que ingresa al sistema de ACS? - Aceptamos la temperatura del agua fría del grifo durante el período de calefacción.

La temperatura del agua de la red en la línea de retorno según el horario incrementado, correspondiente al punto de ruptura del horario:

Diferencia de temperatura del agua de la red en la etapa superior (II) del calentador de agua, correspondiente al punto de ruptura del gráfico:

La temperatura del agua de la red en la tubería de suministro de la red de calefacción para el horario aumentado, correspondiente al punto de interrupción del horario:

¿Dónde está la temperatura del agua en la línea de suministro correspondiente al punto de ruptura del gráfico?

A temperaturas exteriores que oscilan entre y:

Diferencia de temperatura del agua de la red en la etapa inferior del calentador de agua:

Temperatura del agua de la red en la línea de retorno según horario ampliado:

Diferencia de temperatura del agua de la red en la etapa superior (II) del calentador de agua:

Temperatura del agua de la red en la tubería de suministro de la red de calefacción para un horario aumentado:

Los resultados de los cálculos de estos parámetros se dan en la Tabla 7. Con base en estos valores, se construye un cronograma para regular el suministro de calor.

Tabla 7

2.2 Regulación de la carga de ventilación

La regulación del suministro de calor para la ventilación se puede realizar cambiando el caudal de agua de la red o aire calentado. Para regular el suministro de calor para la ventilación, se utiliza un método de control cambiando el flujo de agua de la red.

Basado en gráficos de consumo de calor para ventilación. q v = F(t m) y temperatura del agua en la línea de suministro 1 = F(t n) todo el período de calentamiento se puede dividir en tres rangos:

Yo rango - desde t n = +8 o C hasta que la temperatura del agua de la red en la línea de suministro sea constante y el consumo de calor para ventilación cambie. En este rango de temperaturas del aire exterior, además de la regulación central, se realiza una regulación cuantitativa local cambiando el flujo de agua de la red a través del calentador.

Temperatura del agua después del calentador 2, v determinado a partir de la ecuación

¿Dónde está la temperatura del agua de la red en la línea de suministro? - Se acepta la temperatura del agua después del calentador.

Esta ecuación se resuelve mediante el método de aproximaciones sucesivas o método gráfico-analítico.

Nos preguntamos

Rango II: de hasta, cuando con una disminución de la temperatura aumenta la temperatura del agua de la red en la línea de suministro y el consumo de calor para ventilación. En este rango se lleva a cabo una regulación cualitativa central del suministro de calor. Según la tabla 2: .

Rango III: de hasta, cuando, con una disminución de la temperatura del aire exterior, la temperatura del agua de la red en la línea de suministro aumenta y el consumo de calor para la ventilación permanece constante. En este rango, además de la regulación cualitativa central, se aplica una regulación cuantitativa local de la carga de ventilación.

La temperatura del agua después de los calentadores se determina a partir de la ecuación:

¿Dónde está la temperatura del agua de la red en la línea de suministro a la temperatura del aire exterior? - se toma la temperatura del agua después de que los calentadores estén a la temperatura del aire exterior; - temperatura del agua de la red después de la instalación de calefacción, a la temperatura del aire exterior.

Gráficamente encontramos:

Nos preguntamos

Con los valores obtenidos, construimos un gráfico para regular la carga de ventilación (líneas discontinuas).

El programa de control del suministro de calor se muestra en la Figura 2.

3. Determinación de los caudales estimados de refrigerante en redes de calefacción.

Con una regulación de alta calidad del suministro de calor, el consumo estimado de agua de la red para calefacción es:

Consumo estimado de agua de red para ventilación:

Los costes estimados del agua de la red para el suministro de agua caliente sanitaria dependen del esquema de conexión de los calentadores de agua. En este trabajo se utilizó un esquema secuencial de dos etapas, por lo tanto el consumo promedio horario de agua para suministro de agua caliente es:

Consumo máximo de agua para ACS:

El consumo total estimado de agua de la red en redes de calefacción de dos tuberías cuando se regula según un cronograma aumentado:

Consumo estimado de agua de la red para calefacción y ventilación y consumo total a temperatura del aire exterior:

A partir de los datos obtenidos, se construye un gráfico de los caudales estimados de refrigerante en las redes de calefacción.

El gráfico de los caudales de refrigerante calculados se presenta en la Figura 3.

El consumo de agua de la red por barrios distritales, t/h, se indica en la Tabla 8.

Tabla 8

Número de trimestre	Consumo de agua de red para calefacción, t/h	Consumo de agua de red para ventilación, t/h	Consumo de agua de la red para suministro de agua caliente, t/h	Consumo total estimado de agua de la red, t/h
			promedio por hora	Máximo

4. Seleccionar un diseño de red de calefacción y desarrollar un diagrama de instalación.

El diseño de redes de calefacción comienza con la elección de la ruta y el método de colocación. En las ciudades y otras zonas pobladas, la ruta debe estar prevista en carriles técnicos designados para redes de servicios públicos, paralelos a las líneas rojas de calles, carreteras y accesos, fuera de la calzada y los cinturones verdes, y dentro de los microdistritos y manzanas, fuera de la calzada. En el territorio de bloques y microdistritos, se permite colocar tuberías de calefacción a lo largo de pasajes que no tienen firmes permanentes, aceras y áreas verdes. Por razones de seguridad, los diámetros de las tuberías tendidas en barrios o microdistritos no deben ser superiores a 500 mm y su recorrido no debe pasar por lugares donde pueda congregarse la población (campos deportivos, jardines públicos, patios de edificios públicos, etc.).

Al elegir una ruta de tubería de calor, es necesario tener en cuenta la eficiencia y confiabilidad de las redes de calor. Se debe esforzarse por lograr la longitud más corta de las redes de calefacción, para un número menor de cámaras térmicas, utilizando, si es posible, una conexión de bloques de dos vías. tritones red de calefacción Por regla general, se debe tomar con 2 tuberías que suministren refrigerante simultáneamente para calefacción, ventilación, suministro de agua caliente y necesidades tecnológicas. Los esquemas de redes de calefacción urbana se aceptan como un callejón sin salida, sin redundancia.

En zonas pobladas, las redes de calefacción suelen instalarse bajo tierra. La colocación aérea dentro de áreas urbanas se puede utilizar en áreas con condiciones de suelo difíciles, al cruzar vias ferreas red general, ríos, barrancos, con alta densidad de estructuras subterráneas y en otros casos [SNiP 41-02-2003]. La pendiente de las redes de calefacción, independientemente de la dirección del movimiento del refrigerante y del método de instalación, debe ser de al menos 0,002.

La instalación subterránea de redes de calefacción se puede realizar con o sin conductos. Actualmente está muy extendida la instalación en canales intransitables de varios diseños. Los más prometedores para la construcción de redes de calefacción son los canales sin paso como KLp y KLS, que brindan libre acceso a las tuberías durante trabajos de soldadura, aislamiento y otros tipos.

Para aumentar la confiabilidad de las redes de calefacción, es aconsejable organizar la redundancia del suministro de calor a los consumidores a través de colaboración varias fuentes de calor, así como la instalación de puentes de bloqueo entre las redes de calefacción cuando instalación subterránea.

Al elegir una ruta, se proporciona una entrada de redes de calefacción por cada trimestre. Se permite conectar bloques adyacentes de una cámara térmica. El proyecto del curso utiliza diseños estándar unificados de canales prefabricados de hormigón armado, cuyas dimensiones dependen de los diámetros de los tubos de calor.

La selección de tuberías y accesorios durante el diseño se realiza de acuerdo con la presión de funcionamiento y la temperatura del refrigerante. Para las redes de calefacción, se utilizan tuberías de acero soldadas longitudinalmente con soldadura eléctrica de acuerdo con GOST 10704-91. Las tuberías están conectadas mediante soldadura. Los principales tipos de válvulas de cierre son válvulas de acero con accionamiento manual para diámetros hasta 500 mm y accionamiento eléctrico para diámetros superiores a 500 mm.

El diagrama de instalación está dibujado en dos líneas, con el tubo de suministro de calor ubicado en el lado derecho en la dirección del movimiento del refrigerante desde la fuente de calor. En los lugares de ramales a bloques o edificios, se proporcionan cámaras térmicas.

La elaboración de un esquema de instalación consiste en la colocación de soportes fijos, compensadores y válvulas de cierre y control a lo largo del recorrido de las redes de calefacción. En áreas entre cámaras nodales, es decir. cámaras en nodos de rama, se colocan soportes fijos, la distancia entre los cuales depende del diámetro de la tubería de calor, el tipo de compensador y el método de colocación de las redes de calefacción. En la zona entre dos soportes fijos está previsto un compensador.

Se deben proporcionar soportes fijos:

a) persistente: para todos los métodos de tendido de tuberías;

b) panel: para instalación sin canales e instalación en canales no transitables al colocar soportes fuera de las cámaras;

c) abrazadera: cuando se coloca sobre el suelo y en túneles (en áreas con compensadores flexibles y autocompensación).

Los giros de la ruta de la red de calefacción en un ángulo de 90-130° se utilizan para la autocompensación de las extensiones de temperatura, y en los lugares de giros en un ángulo de más de 130° se instalan soportes fijos.

La compensación de las deformaciones de temperatura en las redes de calefacción se proporciona mediante compensadores (estopapas, fuelles, radiales y autocompensación) que utilizan secciones de espiras principales de calefacción. Las juntas de dilatación prensaestopas tienen una alta capacidad de compensación y un bajo consumo de metal, pero requieren un seguimiento y mantenimiento constante. Se deben prever cámaras térmicas en los lugares donde se ubican las juntas de dilatación del prensaestopas durante la instalación subterránea. Los compensadores de prensaestopas están disponibles con D y = 100-1400 mm para presión condicional de hasta 2,5 MPa y temperatura de hasta 300C, de una cara y de dos caras. Es recomendable utilizar juntas de dilatación de prensaestopas en tramos rectos de tuberías de grandes diámetros. Los compensadores de fuelle se fabrican para tuberías con un diámetro de 50 a 1000 mm. No requieren mantenimiento y se pueden utilizar para cualquier método de instalación. Sin embargo, tienen una capacidad de compensación relativamente pequeña (hasta 100 mm) y pueden utilizarse con soportes guía. Los compensadores radiales (principalmente en forma de U) se utilizan ampliamente. Los compensadores radiales se pueden utilizar para cualquier diámetro, no requieren mantenimiento, sin embargo, requieren metal, tienen una importante reacción axial y mayor resistencia hidráulica en comparación con los compensadores de prensaestopas y fuelles. Al resolver problemas de compensación de deformaciones de temperatura en redes de calefacción, primero es necesario utilizar los ángulos naturales de rotación de la ruta para la autocompensación, y solo luego utilizar dispositivos de compensación especiales.

El proyecto prevé cámaras unificadas prefabricadas de hormigón armado. Para entrar y salir de la cámara se proporcionan al menos dos trampillas, escaleras metálicas o soportes. Si el área de la cámara a lo largo de la dimensión interna es superior a 6 m2, se instalan cuatro trampillas: el fondo está dispuesto con una pendiente de 0,02 hacia el pozo para recoger y evacuar el agua. Se instalan válvulas de cierre en todas las ramas de las tuberías de calor de la cámara. La transición a otro diámetro de tubería se realiza dentro de la cámara. La altura mínima de la cámara se supone que es de 2 m.

Para reducir la altura de la cámara y profundizar las redes de calefacción, las válvulas se pueden instalar en un ángulo de 45° u horizontalmente. En los lugares donde se instalan válvulas seccionales, desde el lado de la fuente de calor, se instala un puente entre los tubos de calor de suministro y retorno con un diámetro igual a 0,3 del diámetro del tubo de calor. Se instalan dos válvulas en el puente y entre ellas hay una válvula de control de drenaje. d= 25 mm. Se permite aumentar la distancia entre válvulas seccionales a 1500 m en tuberías. d= 400 -- 500 mm, siempre que el área seccionada se llene con agua o se drene dentro de 4 horas, para tuberías d 600 mm - hasta 3000 m, siempre que el área se llene con agua o se drene dentro de las 5 horas, y para tendido aéreo d 900 mm - hasta 5000 m.

Al instalar válvulas de gran diámetro, se pueden instalar pabellones sobre el suelo en lugar de cámaras térmicas. En las cámaras situadas en derivaciones a edificios individuales con un diámetro de derivación de hasta 50 mm y una longitud de hasta 30 m, no se pueden instalar válvulas de cierre. En este caso, se deben prever válvulas de cierre para asegurar el cierre de un grupo de edificios con una carga térmica total de hasta 0,6 MW.

El diagrama de funcionamiento de la sucursal más transitada se muestra en la Figura 4.

5. Cálculo hidráulico de redes de calentamiento de agua.

El cálculo hidráulico es uno de los apartados más importantes en el diseño y operación de redes de calefacción.

Al diseñar, los cálculos hidráulicos incluyen las siguientes tareas:

Determinación de diámetros de tuberías;

Determinación de la caída de presión (presión);

Determinación de presiones (presiones) en varios puntos de la red;

Vincular todos los puntos del sistema en modo estático y dinámico para asegurar las presiones permitidas y requeridas en la red y los sistemas de abonado.

Los resultados del cálculo hidráulico dan el siguiente material de partida:

Determinar las inversiones de capital, el consumo de metales y el principal volumen de trabajo en la construcción de una red de calefacción;

Establecer las características de las bombas de circulación y reposición, el número de bombas y su ubicación;

Determinar las condiciones de funcionamiento de las fuentes de calor, redes de calefacción y sistemas de abonado y seleccionar esquemas para conectar instalaciones consumidoras de calor a la red de calefacción;

Desarrollo de modos de funcionamiento para sistemas de suministro de calor.

En primer lugar, es necesario dibujar un plano general del área de la ciudad en papel Whatman, luego aplicarlo al plano de la central térmica y a la red de calefacción con ramales pareados a los microdistritos.

Para ahorrar costes de capital, la red de calefacción no se extiende a lo largo de cada calle, sino al otro lado de la calle. Encuentre la línea principal de la red de calefacción y el ramal más cercano a la central térmica para cálculos hidráulicos. Determinar el consumo estimado de agua en cada microdistrito. Se determina que la caída de presión lineal específica óptima en la tubería principal no es más de 30-80 y en la rama no más de 50-300.

5.1 Cálculo hidráulico preliminar

La selección de los diámetros de las tuberías para las secciones principal y secundaria durante los cálculos hidráulicos preliminares se realizó dependiendo de los caudales de agua y las caídas de presión específicas. Durante los cálculos preliminares, las pérdidas de presión en las resistencias locales se tienen en cuenta mediante el coeficiente de pérdidas locales. Los cálculos hidráulicos preliminares comienzan desde el último tramo hasta la fuente de calor.

Los resultados del cálculo preliminar se muestran en la Tabla 9.

Tabla 9

Dado que en los 3 puntos la discrepancia es mayor que el 10% permitido, es necesario instalar arandelas de mariposa. Cálculo de las arandelas del acelerador (diámetro del orificio del diafragma del acelerador):

5.2 Cálculo hidráulico final

Después del cálculo preliminar, se realiza un cálculo hidráulico final, en el que se determina de forma más precisa la pérdida de carga en las resistencias locales en base a las longitudes equivalentes de los nodos reales de las resistencias locales. Para ello se traza un esquema de instalación de la línea principal y ramales en dos líneas con la aplicación de soportes fijos, válvulas seccionales, compensadores, transiciones, puentes y cámaras térmicas.

Con base en el diagrama de instalación completo, los coeficientes de resistencia local se determinan y se ingresan en la Tabla 10.

Tabla 10

Número gráfico	Pase condicional	Resistencia local	Cantidad	Coeficiente de resistencia local	Coeficiente total de resistencia local.	Total del área
Línea principal
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Tee para paso
		Válvula de compuerta

		Compensador del prensaestopas
		Tee para paso

		Válvula de compuerta

		Compensador del prensaestopas
		Tee para paso
		Válvula de compuerta

		Compensador del prensaestopas
		Tee para paso
		Curva soldada de 2 costuras en un ángulo de 90
		Compensador del prensaestopas
Sucursales
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Tee para paso
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Camiseta de rama
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Tee para paso
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Camiseta de rama
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Tee para paso
		Válvula de compuerta

		compensador en forma de U
		Camiseta de rama

En el cálculo hidráulico final, la caída de presión en secciones se determina utilizando las longitudes equivalentes especificadas.

Pérdidas totales de presión en el tramo de tubería:

La longitud de la tubería dada, que se calcula mediante la fórmula:

La longitud equivalente de las resistencias locales se encuentra mediante la fórmula:

La longitud equivalente de las resistencias locales en, que se encuentra según la tabla 8.2. Aceptamos el coeficiente de rugosidad equivalente.

Los resultados del cálculo hidráulico final se resumen en la Tabla 11.

Tabla 11

Desajuste de la pérdida de presión a lo largo de la línea principal (desde el punto de bifurcación) y a lo largo de la bifurcación:

La discrepancia es inferior al 10% (), en las secciones 5-11 y 3-7, y en las secciones 4-9 la discrepancia supera el 10% permitido. Por lo tanto, se debe instalar un diafragma de aceleración en la sección 9. Cálculo de la apertura del diafragma del acelerador:

6. Desarrollo de gráficos de presión y selección de esquemas para conectar suscriptores a redes de calefacción.

Es conveniente representar la distribución de presiones en las redes de calefacción en la idea de un gráfico piezométrico, que proporciona una representación visual de la altura de presión en cualquier punto de la red de calefacción y, por lo tanto, brinda mayores oportunidades para tener en cuenta numerosos factores ( terreno, altura de los edificios, características de los sistemas de abonado, etc.) a la hora de elegir el modo hidráulico óptimo.

El gráfico piezométrico está desarrollado para condiciones de diseño de invierno y verano. El diseño de sistemas abiertos de suministro de calor está asociado con la necesidad de construir gráficos piezométricos para la temporada de calefacción, teniendo en cuenta las extracciones máximas de agua del suministro y por separado de las tuberías de retorno.

Presión. expresada en unidades de medida lineales se llama carga de presión. En los sistemas de suministro de calor, los gráficos piezométricos caracterizan las presiones correspondientes al exceso de presión y se pueden medir con manómetros convencionales, seguido de la conversión de los resultados de la medición a metros.

El gráfico piezométrico permite: determinar la presión y la presión disponible en cualquier punto de la red; tener en cuenta la influencia mutua del terreno, la altura de los consumidores conectados y las pérdidas de presión en la red al desarrollar un modo hidráulico; seleccionar esquemas de conexión de consumidores; Red selecta y bombas de reposición, reguladores automáticos.

Al construir un gráfico piezométrico, se deben cumplir las siguientes condiciones:

1. La presión en los sistemas de abonados conectados directamente a la red no debe exceder el valor permitido tanto en modo estático como dinámico. Para los radiadores del sistema de calefacción, el máximo presión demasiada no debe ser superior a 0,6 MPa (60 m).

2. La presión máxima en las tuberías de suministro está limitada por la resistencia de las tuberías y de todas las instalaciones de calentamiento de agua.

3. La presión en las tuberías de suministro por las que circula agua con una temperatura superior a 100°C debe ser suficiente para evitar la formación de vapor.

4. Para evitar la cavitación, la presión en el tubo de aspiración de la bomba de red debe ser de al menos 5 m.

5. En los puntos de conexión de los suscriptores, se debe proporcionar suficiente presión para crear circulación de agua en los sistemas locales. Para mezclar en ascensor a la entrada del usuario, la presión disponible debe ser de al menos 10-15 m.

Los niveles de líneas piezométricas tanto en modo estático como dinámico deben establecerse teniendo en cuenta la posibilidad de conectar la mayoría de los sistemas de suscriptores utilizando los circuitos dependientes más baratos. La presión estática tampoco debe exceder la presión permitida para todos los elementos del sistema de calefacción. Al determinar la presión estática, se puede ignorar la posibilidad de que el agua hierva en las tuberías de suministro.

El gráfico piezométrico se construye para los modos estático y dinámico del sistema de suministro de calor. A la hora de construirlo se toma como origen de coordenadas la marca del eje de las bombas de la red, considerando convencionalmente que coincide con la marca del suelo a la salida de la tubería de calor de la central térmica. El eje de ordenadas muestra los valores de presión en las líneas de suministro y retorno de la red de calefacción, las marcas del terreno y las alturas de los consumidores conectados; A lo largo del eje de abscisas se construye un perfil del terreno y se traza la longitud de las secciones calculadas de la tubería de calor. Convencionalmente se supone que el eje de la tubería de calefacción coincide con la superficie de la tierra.

Después de construir un perfil del terreno y trazar las alturas de los consumidores conectados, comienzan a desarrollar un gráfico de presión en modo hidrostático, cuando no hay circulación de refrigerante en la red de calefacción y la presión en el sistema se mantiene mediante bombas de reposición. En este modo, la gráfica de presión es una línea recta paralela al eje de abscisas. La construcción de la línea de presión estática se basa en la condición de llenar con agua las instalaciones de calefacción de todos los consumidores y crear una sobrepresión de 5 m en sus puntos superiores.

Al implementar un proyecto, uno debe esforzarse por establecer la misma presión estática para todo el sistema de suministro de calor; cuando es imposible lograr esta condición, el sistema de suministro de calor se divide en varias zonas estáticas o los consumidores se conectan de acuerdo con un esquema independiente.

Después de construir la línea de presión estática, comienzan a desarrollar gráficos de presión en modo hidrodinámico, cuando la circulación del refrigerante en la red de calefacción se realiza mediante bombas de red. La construcción de un gráfico piezométrico en este modo comienza trazando las líneas de presiones piezométricas máxima y mínima para las líneas de suministro y retorno de las redes de calefacción. Las líneas de presiones máxima y mínima se trazan paralelas al perfil de la superficie terrestre a lo largo del recorrido. Las líneas de presión reales de las tuberías de calor de ida y retorno no deben sobrepasar las líneas de los valores de presión máximos. Al construir un gráfico piezométrico, es necesario tener en cuenta que la presión requerida en la tubería de succión de la bomba de red depende de la marca de la bomba.

El gráfico piezométrico se presenta en la Figura 5.

7. Desarrollo y construcción de un perfil longitudinal de redes de calefacción.

El perfil longitudinal del tramo de la red de calefacción se construye en una escala vertical de 1:100 y en una escala horizontal de 1:5000 o 1:1000. La construcción comienza con la determinación de la profundidad mínima de las cámaras térmicas a lo largo del recorrido, teniendo en cuenta las dimensiones totales de los equipos instalados en las mismas. Debe esforzarse por alcanzar la profundidad mínima de los canales o tubos de calor. Para ello, en las cámaras térmicas se permite instalar válvulas en posición horizontal o en un ángulo de 45. El número de conexiones entre tramos con pendiente inversa debe ser el menor posible. La pendiente de los heatpipes, independientemente del método de instalación, debe ser de al menos 0,002. Al colocar tuberías de calor a lo largo de estructuras de puentes al cruzar ríos y barrancos, no se pueden proporcionar pendientes.

El perfil longitudinal muestra: marcas de la superficie del terreno (diseño - línea continua, existente - discontinua); todas las redes y estructuras de servicios públicos que se cruzan con marcas en la parte superior de su estructura cuando la red de calefacción diseñada está ubicada en la parte superior y con marcas en la parte inferior de las redes y estructuras de servicios públicos cuando la red de calefacción está ubicada en la parte inferior; marcas del fondo de la tubería de la red de calefacción, el fondo y el techo del canal; profundidad del tubo de calor; pendiente y longitud de los tramos de la red de calefacción; diámetro del tubo de calor y tipo de canal; Se entrega un plano detallado del recorrido, indicando ángulos de giro, ramales, apoyos fijos, compensadores, nichos compensadores y cámaras térmicas. Al diseñar el drenaje longitudinal se indican las elevaciones de la bandeja, el diámetro y la pendiente de las tuberías de drenaje.

Con el método de instalación sobre el suelo, se dan marcas en el perfil longitudinal para la parte superior de la estructura de soporte y la parte inferior del tubo de calor. En los puntos más bajos de las tuberías de calor, se proporcionan salidas de drenaje y en los puntos más altos, dispositivos para la liberación de aire. Es necesario mantener distancias verticales permitidas desde las estructuras de la red de calefacción hasta los servicios públicos.

8. Selección de los equipos principales de la planta de tratamiento térmico de la planta CHP.

8.1 selección de bombas de red.

Encontramos la presión de las bombas de red mediante un gráfico piezométrico:

Resistencia total de la red:

Seleccionamos una bomba de la marca SE-800-100-11, con características técnicas:

Resistencia de la bomba.

Número de bombas:

Aceptamos norte=2.

Aceptamos 3 bombas para instalación: 2 de trabajo y 1 de reserva.

Construimos las características operativas de la bomba usando la ecuación. Las características de la red y funcionamiento de las bombas se presentan en la Figura 6.

Modo verano:

Arroz. 6 Características de la red de calefacción y funcionamiento de las bombas de red.

8.2 Selección de bombas de carga

La presión de las bombas de carga es igual a la presión estática. Usando el gráfico piezométrico determinamos:

Consumo de agua de reposición teniendo en cuenta el modo de emergencia:

¿Dónde están los volúmenes específicos de agua de la red ubicados en redes externas con instalaciones de calefacción y en sistemas locales?

Con base en el valor obtenido, construimos la característica de la red según la ecuación.

Seleccionamos una bomba de la marca KM80-50-200/2-5, con características técnicas:

Presión sin caudal;

Resistencia de la bomba.

Número de bombas:

Aceptamos norte=4.

Aceptamos 5 bombas para instalación: 4 de trabajo y 1 de reserva.

Construimos las características operativas de la bomba usando la ecuación. Las características de la red y funcionamiento de las bombas se presentan en la Figura 7.

Arroz. 7 Características de la red de calefacción y funcionamiento de las bombas de reposición.

8.3 Selección de bombas de refuerzo

Se supone que la presión de las bombas de refuerzo es igual a:

Resistencia total de la red de calefacción:

Con base en el valor obtenido, construimos la característica de la red según la ecuación.

Elegimos una marca de bomba D200-36, con características técnicas:

Presión sin caudal;

Resistencia de la bomba.

Número de bombas:

Aceptamos norte=6.

Aceptamos 6 bombas para la instalación: dado que el número de bombas en funcionamiento es más de 5, no se requiere una bomba de respaldo.

Construimos las características operativas de la bomba usando la ecuación. Las características de la red y funcionamiento de las bombas se presentan en la Figura 8.

Arroz. 8 Características de la red de calefacción y funcionamiento de las bombas de refuerzo.

8.4 Selección de turbinas de vapor para centrales térmicas.

Para seleccionar turbinas de vapor para una central térmica, es necesario conocer la cantidad total de vapor requerida desde las salidas de la turbina para calentar el agua en los calentadores principales a la temperatura adecuada. Temperatura de maquillaje. Para hacer esto, establecemos el valor del coeficiente de calentamiento: (con carga de calor estacional para centrales térmicas de alta presión).

Carga térmica estimada de las extracciones de turbinas de calefacción:

Para cubrir la carga en turbinas de calefacción, seleccionamos (según la carga nominal de extracción) las siguientes turbinas: T-110/120-130-5M, con características técnicas:

Número de turbinas:

aceptamos

Aceptamos 1 turbina T-110/120-130-5M para su instalación. La turbina T-110/120-130 dispone de dos presiones de extracción de vapor de cogeneración:

0,05-0,2 MPa en el circuito de calefacción inferior ();

0,06-0,25 MPa en la salida de calefacción superior ().

Consumo de vapor en extracción: D=480t/h.

La turbina está equipada con dos calentadores PSG horizontales con una superficie de calentamiento para cada uno. F=1300 .

Coeficiente de calentamiento actualizado:

La temperatura del agua de la red después de los calentadores de etapa inferior y superior, respectivamente:

¿Dónde está el subcalentamiento en los calentadores de etapa inferior y superior, respectivamente?

Temperatura del agua de la red en la entrada al calentador de etapa inferior para sistemas cerrados:

¿Dónde está la temperatura promedio del agua de la red en la tubería de retorno? Aceptamos; - caudal estimado de agua de reposición (según las características de la bomba de reposición); - temperatura del agua de reposición, tomada para el período invernal.

Distribución de la carga de calor entre los calentadores de etapa inferior y superior:

Diferencia de temperatura logarítmica promedio del agua de la red en los calentadores:

Coeficiente de transferencia de calor de calentadores:

8.5 Selección de calderas de agua pico.

Las calderas pico se seleccionan en función de la carga térmica máxima total:

Elegir calderas de agua caliente KVGM-40, con características técnicas:

Potencia térmica unitaria:

Número de calderas de agua caliente pico:

; aceptamos.

Aceptamos para la instalación 3 calderas de calentamiento de agua de pico KVGM-40: 2 en funcionamiento, 1 de reserva.

9. Cálculo mecánico de heatpipes.

9.1 Cálculo de apoyos fijos con ángulo de rotación.

Consideremos, como ejemplo, el tramo UP2 según el esquema de instalación.

Determinar el esfuerzo por deformación térmica en una tubería de mm de diámetro en un soporte fijo. CON a una temperatura de diseño del refrigerante de 150 °C y temperatura ambiente.

Módulo de elasticidad longitudinal del acero MPa,

Coeficiente de alargamiento lineal: ,

Ángulo de rotación c=90° (v=0),

Esfuerzo de flexión permitido en la tubería MPa,

Brazo largo = 110 m, brazo pequeño = 80 m.

Extensión lineal del brazo largo:

Usando nomogramas determinamos los coeficientes:

EN=7,15;

Para la tubería encontramos:

Sustituyendo los valores encontrados en las fórmulas de este diagrama de sección de diseño, encontramos los valores de fuerza requeridos y las tensiones de compensación en varios puntos:

Las tensiones sobre soportes fijos no exceden los valores permitidos.

9.2 Cálculo de una sección recta

Consideremos como ejemplo la zona entre los soportes H20 y H21 según el esquema de instalación.

Tubo de calor con un diámetro de mm;

Aceptamos el coeficiente de fricción sobre soportes fijos;

Aceptamos el coeficiente de fricción entre el prensaestopas y el vidrio;

La presión de trabajo en esta zona se determina mediante un gráfico piezométrico: m;

Distancia entre soportes fijos m; distancia entre el soporte fijo y el compensador del prensaestopas m.

Tomamos la fuerza de gravedad por unidad de longitud de un tubo de calor con aislamiento y agua:

La fuerza resultante sobre el soporte fijo con la válvula cerrada ( A=1):

La fuerza resultante sobre el soporte fijo con la válvula abierta ( A=0):

Fuerza de fricción en el compensador del prensaestopas:

9.3 Cálculo de una sección con compensador en forma de U

Tomemos como ejemplo la zona entre los soportes H28 y H29 según el esquema de instalación.

Tubo de calor con un diámetro de mm;

Longitud de la sección l=125 metros;

Temperatura ambiente de diseño;

Temperatura refrescante;

Tensión de compensación admisible para compensadores flexibles:

Alargamiento térmico total de la sección:

Fuerza térmica calculada al montar la junta de dilatación en un 50%:

Dimensiones del compensador:

Usando el nomograma determinamos:

Longitud de los hombros adyacentes:

Cuando se utilizan curvas rígidas:

Radio de doblaje;

Coeficiente de dureza;

Factor de corrección de voltaje.

Momento de inercia central del tramo de tubería:

Fuerza axial de diseño:

Esfuerzo máximo en la parte media de la parte trasera del compensador:

La tensión máxima en la parte media de la parte trasera del compensador no excede el valor permitido.

10. Cálculo térmico de una estructura de aislamiento térmico.

En estructuras de aislamiento térmico de equipos y tuberías con una temperatura de las sustancias que contienen en el rango de 20 a 300 °C para todos los métodos de instalación, excepto materiales y productos de aislamiento térmico sin conductos con una densidad no superior a 200 y un aislamiento térmico seco. Se debe utilizar un coeficiente de conductividad no superior a 0,06 W/(m·K).

En calculo termico requerido: seleccione el espesor de la capa principal de la estructura aislante, calcule las pérdidas de calor por los tubos de calor, determine la caída de la temperatura del refrigerante a lo largo del tubo de calor y calcule los campos de temperatura alrededor del tubo de calor.

El espesor de la capa principal de la estructura aislante se selecciona sobre la base de un cálculo técnico y económico o según los estándares de pérdida de calor a una temperatura final determinada del refrigerante y de acuerdo con la diferencia de temperatura.

Para el primer tramo de la central térmica, Dy = 600 mm, inicialmente tomamos el espesor del aislamiento en mm;

Capa de aislamiento térmico: fibra de vidrio IPS-T, con coeficiente de conductividad térmica;

Tipo de revestimiento para proteger las superficies exteriores de las tuberías de la red de calefacción: brizol (m);

Temperatura media anual del heatpipe en el heatpipe de ida: , en el retorno: ;

Suelos - mezclados con la temperatura en profundidad Profundidad del canal - h= 0,7 metros.

Primero seleccionamos un canal sin paso KL 210-120, con los siguientes parámetros:

1) dimensiones internas: 18401200 mm

2) dimensiones exteriores: 21601400 mm

3) distancia desde la pared del canal al aislamiento 110 mm

4) distancia entre superficies aislantes 200 mm

5) distancia desde el fondo del canal al aislamiento 180 mm

6) distancia del techo al aislamiento 100 mm

Densidades de flujo de calor estandarizadas:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Resistencia térmica de los heatpipes:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Se toma el coeficiente de transferencia de calor en las superficies del aislamiento térmico y el canal.

Diámetros interiores y exteriores equivalentes del canal:

Resistencia térmica de la superficie interior del canal:

Aceptamos el coeficiente de conductividad térmica del diseño del canal. Resistencia térmica de las paredes del canal:

Aceptamos el coeficiente de conductividad térmica del suelo. Resistencia térmica del suelo:

Resistencia térmica de la capa de cobertura:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Resistencia térmica en la superficie de la capa de recubrimiento:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Resistencia térmica de la capa aislante de las tuberías de ida y retorno:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Espesor del aislamiento térmico:

Sección 5:

Sección 4:

Seccion 3:

Sección 2:

Sección 1:

Conclusión: el material aislante térmico IPS-T proporciona una densidad de flujo de calor estandarizada.

Selección de canales para trazar la ruta:

Sección 1: CL 120x60;

Sección 2: CL 150x90;

Seccion 3: CL 210x120;

Sección 4: CL 120x120;

Sección 5: CL 120x120.

Lista de literatura usada

1. Redes de calentamiento de agua: Referencia. Manual de diseño / ed. N.K. Gromová; EP Shubina, M.: Energoatomizdat, 1988. 376 p.

2. Gromov N.K. Dispositivos de abonado de redes de calentamiento de agua. M.: Energía, 1979. 248 p.

3. Ionin A. A., Khlybov B. M. et al. Suministro de calor. Moscú: Stroyizdat, 1982. 360 p.

4. Safonov A.P. Colección de problemas en redes de calefacción y calefacción urbana. 3ª edición. M.: Energoizdat, 1985. 232 p.

5. Senkov F.V. Regulación del suministro de calor en sistemas de suministro de calor abiertos y cerrados: Tutorial.M.: VZISI, 1979. 88 p.

6. Sokolov E. Ya. Redes de calefacción y calefacción. 4ª edición. M.: Energía, 1975. 376 p.

7. Manual del diseñador. Diseño de redes de calefacción/Ed. A. A. Nikolaeva. M.: Stroyizdat, 1965. 360 p.

8. Falaleev Yu.P. Diseño de calefacción central: Libro de texto. subsidio / NGASU. N. Novgorod, 1997, 282 p.

9. SNIP 2.04.01-85. Suministro interno de agua y drenaje de edificios.

10. SNIP 3.05.03-85. Red de calefacción.

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¡Hola! El objetivo principal del cálculo hidráulico en la etapa de diseño es determinar los diámetros de las tuberías en función de los caudales de refrigerante especificados y las caídas de presión disponibles en la red o en secciones individuales de la red de calefacción. Durante el funcionamiento de las redes, es necesario resolver el problema inverso: determinar el caudal de refrigerante en secciones de la red o la presión en puntos individuales al cambiar. modos hidráulicos. Sin cálculos hidráulicos, es imposible construir un gráfico piezométrico de una red de calefacción. Este cálculo también es necesario para seleccionar el diagrama de conexión para el sistema interno de suministro de calor directamente al consumidor y seleccionar la red y las bombas de reposición.

Como es sabido, las pérdidas hidráulicas en la red constan de dos componentes: pérdidas hidráulicas por fricción lineal y pérdidas de presión en las resistencias locales. Por resistencias locales nos referimos a válvulas, espiras, compensadores, etc.

Es decir, ∆P = ∆Pl + ∆Plugar,

Las pérdidas por fricción lineal se determinan a partir de la fórmula:

donde λ es el coeficiente fricción hidráulica; l – longitud de la tubería, m; d – diámetro interno de la tubería, m; ρ – densidad del refrigerante, kg/m³; w² — velocidad de movimiento del refrigerante, m/s.

En esta fórmula, el coeficiente de fricción hidráulica está determinado por la fórmula de A.D. Altshul:

donde Re es el número de Reynolds, ke/d es la rugosidad equivalente de la tubería. Estos son valores de referencia. Las pérdidas en las resistencias locales están determinadas por la fórmula:

donde ξ es el coeficiente total de resistencia local. Debe calcularse manualmente utilizando tablas con valores de coeficientes de resistencia locales. En el cálculo adjunto al artículo en formato Excel, agregué una tabla con coeficientes de resistencia locales.

Para realizar un cálculo hidráulico, definitivamente necesitará un diagrama de la red de calefacción, algo como esto:

De hecho, el esquema, por supuesto, debería ser más amplio y detallado. Proporcioné este diagrama sólo como ejemplo. Del diagrama de la red de calefacción necesitamos los siguientes datos: longitud de la tubería l, caudal G y diámetro de la tubería d.

¿Cómo realizar el cálculo hidráulico? Toda la red de calefacción a calcular se divide en las denominadas secciones de diseño. Una sección de diseño es una sección de la red donde el caudal no cambia. En primer lugar, los cálculos hidráulicos se realizan sección por sección en dirección a la línea principal, que conecta la fuente de calor con el consumidor de calor más distante. Luego se calculan las direcciones secundarias y ramales de la red de calefacción. Mi cálculo hidráulico del tramo de red de calefacción se puede descargar aquí:

Esto, por supuesto, es el cálculo de solo una rama de la red de calefacción (el cálculo hidráulico de una red de calefacción de larga distancia es una tarea bastante laboriosa), pero es suficiente para comprender qué es el cálculo hidráulico, e incluso para un persona no capacitada para comenzar a calcular la hidráulica.

Estaré encantado de recibir comentarios sobre el artículo.

Los sistemas de calentamiento de agua son complejos. sistemas hidráulicos, en el que el trabajo de los enlaces individuales depende mutuamente. Una de las condiciones importantes para el funcionamiento de tales sistemas es la provisión en la red de calefacción, frente a los puntos de calefacción centrales o locales, de presiones disponibles suficientes para suministrar flujos de agua a las instalaciones de los suscriptores correspondientes a su carga térmica.

El cálculo hidráulico es uno de los apartados importantes del diseño y funcionamiento de una red de calefacción. Al diseñar una red de calefacción, el cálculo hidráulico incluye las siguientes tareas: determinar los diámetros de las tuberías, determinar la caída de presión, determinar las presiones en varios puntos de la red y conectar todo el sistema bajo varios modos de funcionamiento de la red. Los resultados del cálculo hidráulico proporcionan los siguientes datos iniciales:

1) Determinar las inversiones de capital, el consumo de metal de las tuberías y el principal volumen de trabajo para la construcción de una red de calefacción;

2) Establecer las características de las bombas de circulación y reposición, el número de bombas y su ubicación;

3) Aclaración de las condiciones operativas de fuentes de calor, redes de calor y sistemas de abonado para seleccionar esquemas para conectar instalaciones consumidoras de calor a la red de calor;

5) Desarrollo de modos de funcionamiento de sistemas de suministro de calor.

Generalmente se proporcionan los datos iniciales para el cálculo: el diagrama de la red de calefacción, los parámetros del refrigerante en la entrada a la sección calculada, el consumo de refrigerante y la longitud de las secciones de la red. Dado que al inicio del cálculo se desconoce una cantidad de cantidades, el problema debe resolverse mediante el método de aproximaciones sucesivas en dos etapas: cálculos aproximados y de verificación.

Pago anticipado

1. La pérdida de presión disponible en la red se determina en función del suministro de la presión estática requerida en la entrada del abonado. Se determina el tipo de gráfico piezométrico.

2. Se selecciona el punto más distante de la red de calefacción (cálculo principal).

3. La tubería principal se divide en secciones según el principio de flujo de refrigerante y diámetro de tubería constantes. En algunos casos, dentro de un tramo con igual caudal, el diámetro de la tubería cambia. El área contiene la suma de las resistencias locales.

4. Se calcula la caída de presión preliminar en esta zona, que es también la caída de presión máxima posible en la zona considerada.

5. Se determina la proporción de pérdidas locales de esta sección y la caída de presión lineal específica. La proporción de pérdidas locales es la relación entre la caída de presión en las resistencias locales y la caída de presión lineal de las secciones rectas.

6. Se determina preliminarmente el diámetro de la tubería de la sección calculada.

Cálculo de verificación

1. El diámetro de tubería precalculado se redondea al tamaño de tubería estándar más cercano.

2. Se especifica la caída de presión lineal y se calcula la longitud equivalente de las resistencias locales. La longitud equivalente de las resistencias locales es una tubería recta cuya caída de presión lineal es igual a la caída de presión en las resistencias locales.

3. Se calcula la caída de presión real en la sección, que es la resistencia total de esta sección.

4. Se determinan la pérdida de presión y la presión disponible en el punto final de la sección entre las líneas de suministro y retorno.

Todas las secciones de la red de calefacción se calculan mediante este método y están vinculadas entre sí. .

Para realizar un cálculo hidráulico se suele especificar el diagrama y perfil de la red de calefacción, y luego se selecciona el punto más distante, que se caracteriza por la menor caída específica de la línea principal. Temperatura estimada del agua de la red en las líneas de impulsión y retorno de la red de calefacción: t1=150 °C, t2=70 °C. El diagrama de diseño de la red de calefacción se muestra en la Fig. 5.1.

Presión disponible en el punto de entrada de m.de agua. Arte. Presión disponible en todas las entradas del abonado m.agua. Arte. Peso específico promedio del agua γ = 9496 N/m 2, longitud de la línea principal de diseño, L(0-11) = 820 m.

Determinamos el consumo de agua en las áreas de acuerdo con el esquema de cálculo y resumimos los resultados en la tabla. 5.1.

Tabla 5.1.

Consumo de agua por zona

Número gráfico	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10
G,t/h	65,545	60,28	47,1175	31,3225	26,6425	18,745	9,6775	6,1675	3,8275
Número gráfico	10-11	1-1.1	2-2.1	3-3.1	3.1-3.2	3.1-3.3	3.3-3.4	3.3-3.5	3.5-3.6
G,t/h	1,755	0,585	0,585	9,945	0,585	8,19	0,585	5,5575	3,51
Número gráfico	3.5-3.7	4-4.1	5-5.1	6-6.1	7-7.1	8-8.1	9-9.1	10-10.1	11-1.1
G,t/h	1,17	0,585	0,8775	0,585	0,8775	0,8775	0,8775	2,6325	0,8775

Pago anticipado

Pérdida de carga disponible m.agua. Arte. Distribuimos esta pérdida de carga por igual entre las líneas de ida y retorno de la red de calefacción, ya que la red de calefacción está realizada en dos tuberías, las tuberías tienen el mismo perfil. . agua Arte.

Caída de presión en la sección 1-2, Pa:

δP1-2 = δH*ƴ*L1-2/L1-27=4748

∑Ƹ=∑Ƹtrasero+∑Ƹ90ᵒ+∑Ƹcomp=2.36

Determinar la proporción de resistencias locales

0,20

¿Dónde está el coeficiente de rugosidad equivalente?

Calculamos preliminarmente la caída de presión lineal específica, Pa/m y el diámetro de la sección 1-2, m:

pa/m;

¿Dónde está el coeficiente de rugosidad equivalente para tubos de acero, .

Cálculo de verificación

Seleccionamos el diámetro interno estándar más cercano, mm según GOST 8731-87 "Tubos de acero".

Dв.1-2 = 0,261 mm.

Determinamos la caída de presión lineal específica, Pa/m:

11,40 Pa/m,

¿Dónde está el coeficiente de rugosidad equivalente? .

Calculamos la longitud equivalente de las resistencias locales, m de la sección de tubería en la sección 1-2

28,68 m,

donde es un coeficiente que depende de la rugosidad absoluta equivalente.

Pérdida de presión en el tramo de tubería 0-1, Pa:

Pérdida de presión en la tubería sección 0-1, m.columna de agua:

0,13 m.

Dado que la pérdida de presión en las líneas de suministro y retorno de la red de calefacción es la misma, la presión disponible en el punto 1 se puede calcular mediante la fórmula:

Para otros tramos de la carretera considerados, los cálculos se realizan de manera similar, sus resultados se presentan en la tabla. 5.2.

Tabla 5.2

Cálculo hidráulico de la tubería de calefacción.


Preliminar	Verificación
№	Lm	δP,Pa	Σξ	A	Rl, Pa/m	re, m	re", metro	R", Pa/m	le, m	δP",Pa	δH", metro	ΔH", m
0-1			1,34	0,46	40,69	0,29	0,313	9,40	17,05	348,14	0,04	29,93
1-2			2,36	0,20	49,38	0,28	0,261	11,40	28,68	1238,73	0,13	29,74
2-3		3264,25	1,935	0,24	47,83	0,28	0,261	11,04	23,69	868,90	0,09	29,82
3-4		3857,75	2,105	0,22	48,58	0,28	0,261	11,21	25,68	1016,91	0,11	29,79
4-5		10979,75	4,145	0,15	51,46	0,27	0,261	11,88	49,87	2789,63	0,29	29,41
5-6		3857,75	2,105	0,22	48,58	0,28	0,261	11,21	25,68	1016,91	0,11	29,79
6-7		7418,75	3,125	0,17	50,68	0,27	0,261	11,70	37,74	1903,62	0,20	29,60
7-8			3,38	0,17	50,93	0,27	0,261	11,76	40,77	2125,15	0,22	29,55
8-9		2670,75	1,765	0,27	46,79	0,28	0,261	10,80	21,72	720,73	0,08	29,85
9-10		1483,75	1,425	0,39	42,69	0,28	0,313	9,86	17,92	423,17	0,04	29,91
10-11		890,25	1,255	0,57	37,74	0,29	0,313	8,72	16,25	272,45	0,03	29,94

La rama se calcula como secciones de tránsito con una caída de presión (presión) determinada. Al calcular ramas complejas, primero determine la dirección calculada como la dirección con la mínima caída de presión específica y luego realice todas las demás operaciones.

El cálculo hidráulico del ramal de la tubería de calefacción se muestra en la tabla. 5.3.

Tabla 5.3

Resultados del cálculo hidráulico de ramas.


№	Lm	δP,Pa	Σξ	A	Rl, Pa/m	re, m	re", metro	R", Pa/m	le, m	δP",Pa	δH", metro	ΔH", m
3-3.1			1,34	0,458607	25,36	0,31	0,313	5,86	19,07	229,1455	0,02	29,95
3.1-3.2		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
3.1-3.3		2077,25	1,595	1,224859	22,87	0,32	0,313	5,29	23,27	308,2111	0,03	29,94
3.3-3.4		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
3.3-3.5		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
3.5-3.6			2,02	0,230444	19,65	0,33	0,313	4,55	30,55	411,7142	0,04	29,91
3.5-3.7			1,34	0,458607	25,36	0,31	0,313	5,86	19,07	229,1455	0,02	29,95
4-4.1		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
5-5.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
6-6.1		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
7-7.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
8-8.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
9-9.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
10-10.1		2670,75	1,765	0,268471	21,46	0,32	0,313	4,97	26,14	353,213	0,04	29,93
11-11.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96

El gráfico piezométrico se muestra en la Fig. 5.2.

6.Cálculo del espesor del aislamiento.

Temperatura media anual del refrigerante t 1 =100, t 2 =56,9

Definamos interno d v.e y externo d Diámetros equivalentes del canal AD según las dimensiones interior (0,9×0,6 m) y exterior (1,15×0,78 m) de su sección transversal:

metro

Determinemos la resistencia térmica de la superficie interior del canal.

Determinemos la resistencia térmica de la pared del canal Rк, tomando el coeficiente de conductividad térmica del hormigón armado λst = 2,04 W/(m grados):

Determinemos, a una profundidad del eje de la tubería de h = 1,3 m y una conductividad térmica del suelo λgr = 2,0 W/(m grados), la resistencia térmica del suelo.

Considerando que la temperatura de la superficie del aislamiento térmico es de 40 °C, determinamos las temperaturas medias de las capas de aislamiento térmico de las tuberías de suministro t t.p y de retorno t t.o:

Definamos también usando adj. , coeficientes

Conductividad térmica del aislamiento térmico (Productos de aislamiento térmico.

de espuma de poliuretano) para el comedero λ k1 y revertir λ tuberías k2:

λ A 1 = 0,033 + 0,00018 t tp = 0,033 + 0,00018 ⋅ 70 = 0,0456 W/(m⋅°C);

λ k2 = 0,033 + 0,00018 t to = 0,033 + 0,00018 ⋅ 48,45 = 0,042 W/(m⋅ °C).

Determinemos la resistencia térmica de la superficie de la capa termoaislante:

Tomémoslo por adj. Densidades de flujo de calor lineales normalizadas para tuberías de suministro ql1 = 45 W/m y retorno ql2 = 18 W/m. Determinemos las resistencias térmicas totales para las tuberías de suministro Rtot1 y retorno Rtot2 en K1 = 0,9:

Determinemos los coeficientes de influencia mutua de los campos de temperatura de las tuberías de suministro ϕ1 y retorno ϕ2:

Determinemos las resistencias térmicas requeridas de las capas para las tuberías de suministro Rk.p y retorno Rk.o, m ⋅°C/W:

R k.p = R total1 − R pc − (1+ϕ 1)( R pk + R k + R gramo)=

2,37− 0,1433− (1+ 0,4)(0,055 + 0,02+ 0,138) =1,929 m⋅ °C /W;

R k.o = R total2 − R pc − (1+ϕ 1)( R pk + R k + R gramo)=

3,27− 0,1433− (1+ 2,5)(0,055 + 0,02 + 0,138) = 2,381 m ⋅ °C /W.

Determinemos los valores de B para las tuberías de suministro y retorno:

Determinemos los espesores requeridos de las capas de aislamiento térmico para las tuberías de suministro δk1 y retorno δk2:

Aceptamos el espesor de la capa aislante principal para el suministro en mm, tuberías de retorno en mm.

Cálculo del compensador

Los compensadores están diseñados para compensar la expansión y deformación térmica para evitar la destrucción de la tubería. Los compensadores están ubicados entre soportes fijos.

Cálculo del compensador del 3er tramo.

Tomando el coeficiente de alargamiento térmico α=1,25 10⋅ − 2 mm/(m ⋅°С), utilizando los datos de la tabla. 14.2 adj. 14, determinamos la longitud máxima de la sección sobre la cual un compensador de fuelle puede compensar:

Aquí λ es la amplitud de la carrera axial, mm, λ = 60mm

Número requerido de compensadores norte en el área calculada será

ordenador personal

Supongamos luces iguales entre soportes fijos.

83/2= L f = 41,5m.

Determinemos la amplitud real del compensador λ F con la longitud del tramo entre soportes fijos L f = 41,5 metros .

R s. k, tomando luces iguales entre apoyos fijos l= 41,5 metros:

R c.k = R w + R r,

Dónde R– la reacción axial que surge debido a la rigidez de la carrera axial está determinada por la fórmula (1.85)

R = CON λ λ f = 278 36,31 = 10094,2 norte

Dónde CONλ – rigidez de la onda, N/mm, ( CON λ = 278 N/mm);

Rp– reacción axial de la presión interna, norte, definido

Determinemos la respuesta del compensador. R s. A

R c.k = R f + R r = 10094,2+ 17708 = 27802,2 norte.

En un sistema de suministro de calor, un lugar importante lo ocupa el punto de calefacción que conecta la red de calefacción con el consumidor de calor. Mediante un punto de calor (TS) se controlan los sistemas de consumo locales (calefacción, suministro de agua caliente, ventilación); también transforma los parámetros del refrigerante (temperatura, presión, mantenimiento de un caudal constante, dosificación del calor, etc.) . Al mismo tiempo, en el punto de calefacción se controla la propia red, ya que distribuye el refrigerante en relación a la red de calefacción y controla sus parámetros.

Estamos realizando un proyecto de subestación térmica para un edificio de 5 plantas comunicado con la parcela 6.

Se muestra el diagrama de un punto de calefacción individual.

Selección de bombas mezcladoras.

El caudal de la bomba se determina según SP 41-101-95 mediante la fórmula:

¿Dónde está el consumo máximo estimado de agua para calefacción de la red de calefacción en kg/s?

tu– coeficiente de mezcla, determinado por la fórmula:

¿Dónde está la temperatura del agua en la tubería de suministro de la red de calefacción a la temperatura de diseño del aire exterior para el diseño de calefacción? t no, °C;

– también en la tubería de alimentación del sistema de calefacción, °C;

– lo mismo, en la tubería de retorno del sistema de calefacción, °C;

;

La presión de la bomba mezcladora con tales esquemas de instalación se determina dependiendo de la presión en la red de calefacción, así como de la presión requerida en el sistema de calefacción y se toma con un margen de 2-3 m.

Elegimos las bombas de circulación WiloStratos ECO 30/1-5-BMS. Se trata de bombas estándar con rotor húmedo y conexión de brida. Las bombas están diseñadas para su uso en sistemas de calefacción, industriales sistemas de circulación, sistemas de suministro de agua y aire acondicionado.

WiloStratos ECO se utiliza con éxito en sistemas donde la temperatura del líquido bombeado está dentro de un amplio rango: de -20 a +130°C. Un interruptor de velocidad de varias etapas (2, 3) permite que el equipo se adapte a las condiciones actuales del sistema de calefacción.

Instalamos 2 bombas marca Wilo ECO 30/1-5-BMS con un caudal de 3 m^3/h, una presión de 6 m, una de las bombas está de reserva.

Selección bomba de circulación

Elegimos una bomba de circulación tipo GrundfosComfort. Estas bombas hacen circular agua en el sistema de ACS. Esto garantiza que el agua caliente fluya inmediatamente después de abrir el grifo. Esta bomba está equipada con un termostato incorporado que mantiene automáticamente la temperatura del agua establecida en el rango de 35 a 65 °C. Se trata de una bomba con “rotor húmedo”, pero debido a su forma esférica, es casi imposible bloquear el impulsor debido a la contaminación de la bomba con impurezas contenidas en el agua. Elegimos una bomba Grundfos UP 15-14 B con un caudal de 0,8 m 3 /hora, una altura de 1,2 m y una potencia de 25 W.

Selección de filtros de brida magnética

Los filtros magnéticos están diseñados para capturar impurezas mecánicas persistentes (incluidos materiales ferromagnéticos) en líquidos no agresivos con temperaturas de hasta 150 °C y una presión de 1,6 MPa (16 kgf/cm2). Se instalan delante de contadores de agua fría y caliente. Aceptamos el filtro FMF.

Elegir un hombre de barro

Los recolectores de lodo están diseñados para purificar el agua en los sistemas de calefacción de partículas suspendidas de suciedad, arena y otras impurezas.

Instalamos una trampa de lodo de la serie Du65 Ru25 T34.01 s.4.903-10 en la tubería de suministro al ingresar al punto de calefacción.

Selección de regulador de caudal y presión.

El regulador se utiliza como regulador de acción directa para automatizar las entradas de los suscriptores en edificios residenciales. Se selecciona según el coeficiente de capacidad de la válvula:

donde D R= 0,03…0,05 MPa – caída de presión a través de la válvula, tome D R= 0,04 MPa.

m3/h.

Selección de un regulador de caudal y presión Danfoss AVP con un diámetro nominal, D y – 65 mm, - 2 m 3 / h

Seleccionar un termostato

Diseñado para el control automático de temperatura en sistemas abiertos de agua caliente. El regulador está equipado con un dispositivo de bloqueo que protege el sistema de calefacción contra el vaciado durante las horas pico de carga de ACS y en situaciones de emergencia.

Elegimos un termostato DanfossAVT/VG con un diámetro nominal, D y – 65 mm, - 2 m 3 / h.

Selección de válvulas de retención.

Revisar válvulas son válvulas de cierre. Previenen el reflujo del agua.

Las válvulas de retención tipo 402 de Danfoss se instalan en la tubería después del RR, en el puente después de las bombas, después de la bomba de circulación, en la tubería de ACS.

Selección de válvula de seguridad

Las válvulas de seguridad son un tipo accesorios de tubería, diseñado para proteger automáticamente el sistema tecnológico y las tuberías de un aumento inaceptable de la presión del medio de trabajo descargándolo parcialmente del sistema protegido. Los más comunes son la primavera. válvulas de seguridad, en el que la presión del medio de trabajo es contrarrestada por la fuerza de un resorte comprimido. La dirección de suministro del medio de trabajo está debajo del carrete. La válvula de seguridad suele conectarse a la tubería mediante una brida, con la tapa hacia arriba.

Seleccione una válvula de seguridad de resorte sin liberación manual 17nzh21nzh (SPK4) con D y = 65 mm.

Selección de válvulas de bola.

En la tubería de suministro de la red de calefacción, así como en la línea de retorno, en las tuberías al termostato y después, instalamos Válvulas de bola, acero al carbono (bola – acero inoxidable), soldado, con asa, embridado, ( R y = 2,5 MPa) tipo Jip, Danfoss, con D y = 65 mm. En la tubería de circulación de la línea de suministro de agua caliente antes y después de la bomba de circulación, instalamos válvulas de bola con D y = 65 mm. Antes del flujo del sistema de calefacción y después de la línea de retorno, válvulas de bola con D y = 65 mm y c D y = 65 mm. En el puente de las bombas mezcladoras instalamos válvulas de bola con D y = 65 mm.

Seleccionar un medidor de calor

Los contadores de calor para sistemas cerrados de suministro de calor están diseñados para medir la cantidad total de energía térmica y la cantidad volumétrica total de refrigerante. Instalamos la calculadora de calor Logic 9943-U4 con un caudalímetro SONO 2500 CT; Dú= 32 mm.

El contador de calor está diseñado para funcionar en sistemas de calentamiento de agua abiertos y cerrados de 0 a 175 ºС y una presión de hasta 1,6 MPa. La diferencia de temperatura del agua en las tuberías de suministro y retorno del sistema es de 2 a 175 ºС. El dispositivo permite la conexión de dos convertidores térmicos de resistencia de platino idénticos y uno o dos caudalímetros. Proporciona registro de lecturas de parámetros en archivo electrónico. El dispositivo genera informes mensuales y diarios, donde se presenta en forma de tabla toda la información necesaria sobre el consumo de energía térmica y refrigerante.

El conjunto de convertidores térmicos Platinum KTPTR-01-1-80 está diseñado para medir la diferencia de temperatura en las tuberías de suministro y retorno de los sistemas de suministro de calor. Utilizado como parte de medidores de calor. El principio de funcionamiento del conjunto se basa en el cambio proporcional. resistencia eléctrica Dos convertidores térmicos seleccionados para resistencia y coeficiente de temperatura dependiendo de la temperatura medida. Rango de medición de temperatura de 0 a 180 o C.

Conclusión

El objetivo del trabajo era desarrollar un sistema de suministro de calor para un barrio residencial. La zona consta de trece edificios, once residenciales, uno jardín de infancia y una escuela. Ubicación del distrito de Omsk.

El sistema de suministro de calor que se está desarrollando está cerrado con control de calidad central con un horario de temperatura de 130/70. El tipo de suministro de calor es de dos etapas: los edificios están conectados directamente a la red de calefacción a través de subestaciones de calefacción automatizadas; no hay subestaciones de calefacción central.

Al desarrollar la red de calefacción, se realizaron los siguientes cálculos necesarios:

Se determinan las cargas térmicas para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente de todos los suscriptores. Como método para determinar las cargas de calefacción y ventilación, se utilizó el método basado en indicadores agregados. En función del tipo y volumen del edificio se determinaron las pérdidas de calor específicas del edificio. Las temperaturas calculadas se toman en función de la temperatura exterior según SNiP "Climatología de edificios". Temperatura dentro de la habitación según datos de referencia según SanPiN en función del propósito de la habitación. La carga del suministro de agua caliente se determinó mediante el consumo estándar de agua caliente por persona según datos de referencia según el tipo de edificio.

Calendario calculado de regulación central de calidad.

Se han determinado los costos estimados del agua de la red (abonados).

Se ha elaborado un esquema hidráulico de la red de calefacción y se ha realizado un cálculo hidráulico, cuya finalidad es determinar los diámetros de tuberías y la caída de presión en tramos de la red de calefacción.

Se han completado los cálculos térmicos de los heatpipes, es decir. Cálculo de aislamiento para reducir las pérdidas de calor en la red. El cálculo se realizó utilizando el método de no exceder las pérdidas de calor normalizadas. Como tubería de calor se eligió una tubería preaislada con aislamiento de espuma de poliuretano. Método de tendido de tuberías sin ductos

Se llevó a cabo una selección de compensadores para compensar el alargamiento de las tuberías debido a la expansión térmica. Como compensadores se utilizan compensadores de fuelle.

- se desarrolló un diagrama de un punto de calefacción individual y se seleccionaron los elementos principales, es decir, bombas, válvulas de control, termostatos, etc.

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