Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite IMENSIONAEA CONUCTELO INSTALAŢIILO E ÎNCĂLZIE CU APĂ CALĂ ŞI APĂ FIEBINTE Calculul de diesioare a reţelelor istalaţiilor de îcǎlzire urǎreşte stabilirea diaetrelor coductelor de alietare a corpurilor de îcǎlzire Petru calculul hidraulic al coductelo sut ecesare urǎtoarele operaţiui preliiare: stabilirea scheei de calcul a istalaţiei de îcǎlzire (reţea de distribuţie, coloae, racorduri etc); îscrierea debitelor de cǎldurǎ pe trosoaele care alcǎtuiesc schea de calcul; îscrierea lugiilor trosoaelor, utilizâd datele rezultate di plaurile de otare şi schea coloaelor; cuoaşterea paraetrilor agetului teric (teperatura de ducere, θ d, [ C] şi, de îtoarcere, θ î, [ C]); cuoaşterea presiuii dispoibile (dacǎ este cazul) di circuitul istalaţiei; stabilirea aterialului di care sut cofecţioate coductele Pierderi de sarciǎ î coducte Petru curgerea agetului teric pri coductele uei reţele de îcǎlzire cu apǎ caldǎ, di puct de vedere terohidraulic, se cosiderǎ urǎtoarele ipoteze siplificatoare: işcarea fluidului î regi peraet; regiul de curgere este cel turbulet, coducta fiid cosideratǎ hidraulic rugoasǎ î zoa prepǎtraticǎ fiid valabilǎ relaţia Colebrook White (relaţia ):,5 k = lg + () λ e λ 3,7 d i ude: λ - coeficietul lui arcy; e criteriul eyolds, deteriat cu relaţia, î fucţie de viteza de curgere a agetului teric pri coductă, [/s] (relaţia 3), de diaetrul coductei, d i, [] şi de viscozitatea diaică a agetului teric, [ /s] (relaţia ); w d e = i () υ w = = = [/s] (3) S ρ π d i π d i ρ ρ η υ = [ /s] () ρ î care: ρ - desitatea agetului teric, [kg/ 3 ], deteriată di tabelele de vapori saturaţi fucţie de teperatura edie a agetului teric; η - viscozitatea cieatică a agetului teric, [Pa s], deteriată di tabelele de vapori saturaţi fucţie de teperatura edie a agetului teric; k rugozitatea absolutǎ, defiitǎ ca fiid îǎlţiea asperitǎţilor Petru coductele utilizate curet î istalaţiile de îcǎlzire cu apǎ caldǎ rugozitǎţile absolute au valori î fucţie de aterialul utilizat: coducte di oţel (OL), trase sau laiate: k OL =(0,00,06) ;
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite coducte di cupru (Cu), trase sau laiate: k Cu =(0,000,00) ; coducte di ateriale cu structurǎ teroplasticǎ (POL): k POL =0,007 acǎ acest paraetru se raporteazǎ la diaetrul iterior al coductei, d i, se obţie u ou paraetru, care poartǎ deuirea de rugozitate relativǎ, ε (relaţia 5): ε = k d i 3 curgerea se cosiderǎ izoterǎ (relaţia 6) sau eizoterǎ (relaţia 7): d ρ = 0 dθ d 3 ρ 0,68 + 0,0057 θ [kg /( K)] (7) dθ ude: θ teperatura edie a fluidului î coducte, [ C], deteriatǎ cu relaţia 8, î fucţie de teperatura cu care agetul teric itrǎ î coductǎ, θ, [ C], respectiv de teperatura cu care agetul teric iese di coductǎ, θ, [ C]: (5) (6) θ + θ o θ = [ C] (8) Calculul hidraulic pri care se stabilesc şi diaetrele coductelor di istalaţiile de îcǎlzire cu apǎ caldǎ se face aplicâd relaţia 9: V λ l Δ p = 6,5 0 + ξ (9) ρ ude: V - debitul de fluid vehiculat pri coductǎ, [kg/s], deteriat cu relaţia 0: V Φ = [kg / s] (0) c ΔT î care: Φ - debitul de cǎldurǎ, [kw]; c cǎldura asicǎ specificǎ a agetului teric, [kj/(kg C)], deteriată di tabelele de vapori saturaţi fucţie de teperatura edie a agetului teric; ΔT=θ d - θ î difereţa ditre teperatura agetului teric di coducta de ducere, θ d, [ C] şi cea di coducta de îtoarcere, θ î, [ C] Îlocuid expresia de calcul a debitului de fluid (relaţia 0) î forula de calcul hidraulic (relaţia 9), rezultǎ expresia geeralǎ de calcul a acesteia (relaţia ), precu şi expresiile de calcul petru pierderea de sarciǎ liiarǎ,, [Pa/] (relaţia ), respectiv petru pierderea de sarciǎ localǎ, Z, (relaţia 3): Φ λ l Δ p = 6,5 0 + ξ () c ΔT ρ Φ λ l = 6,5 0 [Pa / ] () 5 c ΔT v Z = ρ ξ (3)
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite Pierderile de sarciǎ liiarǎ uitare,, sut date î tabele fucţie de debitul de aget teric Φ, [W] sau [kw], vehiculat pri coducte cu diaetrul, [], cu viteza v, [/s] (relaţia ) sau î fucţie de debitul asic, M, [kg/h] sau [l/h] sau [l/s] (relaţia 5): ( Φ, v, ) [Pa / ] = f () = f M, v, [Pa / ] (5) Metodologie de dieioare a coductelor istalaţiilor bitubulare cu circulaţie aturalǎ Figura Schea de calcul a uei istalaţii bitubulare cu distribuţie iferioarǎ şi circulaţie aturalǎ Petru o istalaţie de îcǎlzire bitubularǎ cu circulaţie aturalǎ (figura ) avâd caracteristicile terice şi geoetrice stabilite pe baza plaurilor de execuţie se cuosc paraetrii agetului teric pe cele douǎ coducte (ducere şi îtoarcere) θ d /θ î, iar rǎcirea agetului teric pe coducte se eglijeazǎ Petru diesioarea acestui siste de îcǎlzire se va parcurge urǎtorul algorit de calcul: P Se deteriǎ, cu relaţia 6, x presiuea dispoibilǎ,, a cosuatorului cel ai dezavatajat (este vorba de cel ai depǎrtat corp de îcǎlzire de sursa de aget teric şi totodatǎ cel ai jos plasat), î cazul ostru fiid vorba de cosuatorul cu puterea tericǎ Φ, [kw], avâd cota de otare h : ( ρ ρ ) [N / ] sau = g h (6) i d ude: ρ d desitatea agetului teric pe coducta de ducere, deteriatǎ di tabelele apǎ-abur fucţie de teperatura acestuia, [kg/ 3 ]; ρ î desitatea agetului teric pe coducta de îtoarcere, deteriatǎ di tabelele apǎabur fucţie de teperatura acestuia, [kg/ 3 ]; g=9,8 /s acceleraţia gravitaţioalǎ localǎ Presiuea dispoibilǎ trebuie sǎ asigure acoperirea pierderilor de sarciǎ locale şi liiare pe trosoaele ce alcǎtuiesc circuitul cosuatorului cel ai dezavatajat î raport cu sursa de aget teric, î acest caz fiid vorba de trosoaele 3, 3,, 5 şi 7 P Se calculeazǎ pierderile de sarciǎ liiare edii (relaţia 7) petru circuitul cel ai dezavatajat: ( a) = l j ude: a=0,33 cota parte a pierderilor locale de sarciǎ; 3 (7)
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite l j - lugiea totalǎ a circuitului cel ai dezavatajat di puct de vedere hidraulic, [] (petru situaţia cosideratǎ deteriatǎ cu relaţia 8): 5 ( l + l + l + l l )[] l j = 3 3 5 + 7 (8) P3 Se stabilesc, di tabele, diaetrele preliiare ale trosoaelor circuitului celui ai dezavatajat, î fucţie de sarcia tericǎ a agetului teric pe troso şi de pierderea de sarciǎ, = f, [ ; liiarǎ uitarǎ edie, ( ) ] x Φ x P Se valideazǎ rezultatele obţiute pri îdepliirea codiţiei ca sua pierderilor de sarciǎ locale şi liiare sǎ u depǎşeascǎ presiuea dispoibilǎ (relaţia 9): ( l Z) (9) circ ude pierderile locale de sraciǎ se deteriǎ cu relaţia 0: cu ' Z circ ( ) ' Zcirc = Zcirc ξ circ (0) reprezetâd pierderea de sarciă uitarǎ pe circuit fucţie de viteza de curgere a agetului teric pri coducte (tabelul ) calde, v, [/s] specificǎ de sarciǎ, Z, calde, v, [/s] Tabelul Pierderile de sarciǎ uitare locale Z specificǎ de specificǎ de sarciǎ, Z, calde, v, [/s] sarciǎ, Z, 0,00 0,05 0,00 5,00 0,50 00,00 0,05 0,0 0,0 7,00 0,500 5,00 0,00 0,0 0,0 0,00 0,600 80,00 0,05 0,30 0,60,00 0,700 5,00 0,030 0,50 0,80 6,00 0,800 30,00 0,035 0,60 0,00 0,00 0,900 05,00 0,00 0,80 0,0,00,000 500,00 0,05,00 0,0 9,00,00 605,00 0,050,30 0,60 3,00,00 70,00 0,060,80 0,80 39,00,300 85,00 0,070,50 0,300 5,00,00 980,00 0,080 3,0 0,350 6,00,500 30,00 0,090,0 0,00 80,00,600 80,00 P5 Se diesioeazǎ circuitul cosuatorului cu puterea tericǎ Φ, [kw], calculâdu-se succesiv: - presiuea dispoibilǎ, cu relaţia : ( h + h ) ( ρ ρ ) ( l Z) [N / ] sau i d 3+ + 5+ 7 = g + () - pierderea de sarciǎ liiarǎ uitarǎ edie, cu relaţia : l j ( a) = l j ude: - lugiea totalǎ a circuitului, [], relaţia 3: ()
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite ( l l )[] l j = + (3) - diaetrele trosoaelor de coducte î fucţie de sarcia tericǎ a agetului teric pe troso şi de pierderea de sarciǎ liiarǎ uitarǎ edie, = f (, )[] ; Φ - validarea rezultatelor cu codiţia de echilibru hidraulic : ( l Z) () circ acǎ presiuea dispoibilǎ este prea are, depǎşid 0% di valoarea pierderilor de sarciǎ, se apeleazǎ la robietul cu dublǎ reglare care se oteazǎ pe corpul de îcǎlzire, itroducâdu-se astfel o pierdere localǎ de sarciǎ, Z F şi astfel, pierderea totalǎ de sarciǎ pe circuitul corpului de îcǎlzire va fi: ( l Z) + Z (5) circ F Se stabileşte treapta de reglare a robietului cu dublǎ reglare,, (relaţia 6) fucţie de debitul axi de fluid care traverseazǎ robietul, V, [l/s], deteriat cu relaţia 7, şi pierdere localǎ de sarciǎ suplietarǎ,, deteriatǎ cu relaţia 8 T V Z F F = f (ZF, V ) (6) Φ = [l / s] (7) c ρ p ( θ θ ) d i ( l Z) ZF = + circ (8) P6 Se diesioeazǎ circuitul cosuatorului cu puterea tericǎ Φ 3, [kw], calculâdu-se succesiv: - presiuea dispoibilǎ, cu relaţia 9: T F ( h + h + h ) ( ρ ρ ) ( l Z) [N / ] sau 3 3 i d + 3+ + 5+ 7 = g + (9) - pierderea de sarciǎ liiarǎ uitarǎ edie, cu relaţia 30: l j 3 ( a) = l j 3 ude: - lugiea totalǎ a circuitului, [], relaţia 3: ( l h )[] l j = + 3 (30) (3) - diaetrele trosoaelor de coducte î fucţie de sarcia tericǎ a agetului teric pe troso şi 3 = f, [ ; de pierderea de sarciǎ liiarǎ uitarǎ edie, ( ) ] 3 Φ 3 - validarea rezultatelor cu codiţia de echilibru hidraulic 3: 3 ( l Z) (3) circ 3 5
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite acǎ presiuea dispoibilǎ este prea are, depǎşid 0% di valoarea pierderilor de sarciǎ, se apeleazǎ la robietul cu dublǎ reglare care se oteazǎ pe corpul de îcǎlzire, 3 itroducâdu-se astfel o pierdere localǎ de sarciǎ, P7 Se diesioeazǎ circuitele coloaelo T, T şi T 3 parcurgâd aceleaşi etape, urǎrid ca î oduri sǎ se obţiǎ egalitatea pierderilor de sarciǎ expriatǎ pri expresiile 3335: ( l + Z) ( ) Z F T l + Z T (33) ( l + Z) ( l + Z) (3) T T3 ( l + Z) + ( l Z) ( l Z) T(T) + + T3(T) (35) P8 Se diesioeazǎ circuitul sursei de producere a agetului teric, adicǎ a apei calde, calculâdu-se succesiv: - presiuea dispoibilǎ, cu relaţia 36: sursa ( ρ ρ ) [N / ] sau = g h (36) b i - pierderea de sarciǎ liiarǎ uitarǎ, cu relaţia 37: 3 d ( a) = (37) l b sursa - validarea rezultatelor cu codiţia de echilibru hidraulic 38: sursa ( l Z) (38) b 6
Curs r iesioarea coductelor istalaţiilor de îcǎlzire cu apǎ caldǎ şi apǎ fierbite Figura Schea de calcul a uei istalaţii bitubulare cu distribuţie iferioarǎ şi circulaţie aturalǎ calde, v, [/s] specificǎ de sarciǎ, Z, calde, v, [/s] Tabelul Pierderile de sarciǎ uitare locale Z specificǎ de specificǎ de sarciǎ, Z, calde, v, [/s] sarciǎ, Z, 0,00 0,05 0,00 5,00 0,50 00,00 0,05 0,0 0,0 7,00 0,500 5,00 0,00 0,0 0,0 0,00 0,600 80,00 0,05 0,30 0,60,00 0,700 5,00 0,030 0,50 0,80 6,00 0,800 30,00 0,035 0,60 0,00 0,00 0,900 05,00 0,00 0,80 0,0,00,000 500,00 0,05,00 0,0 9,00,00 605,00 0,050,30 0,60 3,00,00 70,00 0,060,80 0,80 39,00,300 85,00 0,070,50 0,300 5,00,00 980,00 0,080 3,0 0,350 6,00,500 30,00 0,090,0 0,00 80,00,600 80,00 7