2.4 Определение тепловой мощности системы отопления

После расчета потерь теплоты всеми помещениями определяется тепловая нагрузка стояков (ветвей) и тепловая мощность системы отопления.

Тепловая нагрузка стояка (ветви) определяется по формуле:

Q_{cт(ветви)} = ΣQ_прi

где Q_прi - тепловая нагрузка прибора, принимаемая равной теплопотерям помещения, в котором этот прибор установлен, Вт; в случае, когда в помещении установлено несколько приборов, теплопотери делятся поровну на каждый прибор;

n – число отопительных приборов, присоединенных к стояку (ветви).

Результаты расчета заносятся в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Тепловая нагрузка стояков

Ν стояка (ветви)	Тепловая нагрузка стояка (ветви) Qст(ветви),Вт	Ν стояка (ветви)	Тепловая нагрузка стояка (ветви) Qст(ветви),Вт
Ст 1	3607,09	Ст 6	4109,58
Ст 2	1941,3	Ст 7	2927,36
Ст 3	2773,72	Ст 8	1675,3
Ст 4	1941,3	Ст 9	2927,36
Ст 5	3666,4	Ст 10	4069,71

2.5 Гидравлический расчет трубопроводов

Целью гидравлического расчета трубопроводов систем отопления является выбор таких сечений теплопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым, при располагаемой разности давлений в системе, обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя.

Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле:

Δр_р = Δр_н+Б(Δр_е.пр.+Δр_е.тр),

где Δр_н - искусственное давление, создаваемое элеватором, Па, (Δр_н=12 кПа);

Δр_е.пр - давление, возникающее за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

Δр_е.тр - давление, вызываемое охлаждением воды в теплопроводах, Па; (Δр_е.тр = 125 Па);

Б – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчетных условиях; для двухтрубных и однотрубных горизонтальных систем 0,4.

Величина естественного давления, Па, возникающего за счет остывания воды в отопительных приборах, определяется в зависимости от вида системы. Для двухтрубной системы с верхний или нижней разводкой:

Δр_е.пр = h₁g(ρ_о-ρ_г),

где h₁ – вертикальные расстояния от центра приборов одного этажа до центра приборов следующего этажа, м (рис.4);

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

ρ_о, ρ_г - плотности, соответственно, обратной и горячей воды, кг/м³.

Рисунок 4 - Расчетная схема стояка вертикальной двухтрубной нижней разводки

Плотность воды в зависимости от её температуры определяется по формуле:

ρ=1000,3-0,06·t-0,0036·t²,

где t – температура воды , ^оС.

Гидравлический расчёт системы отопления выполняется методом удельных потерь давления, где определяют ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам R_ср, Па/м, по формуле:

R_ср= ,

где К - доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией равной 0,65;

Σl - сумма длин участков расчётного кольца, м ;

Расход воды на участке G_уч , кг/ч , определяется по формуле:

G_уч= ,

где Q_уч - тепловая нагрузка участка, Вт;

t_г, t_о- температура горячей и обратной воды, ^оС.

Потери давления на трение на участке определяются путем умножения удельной потери давления на трение R на длину участка l.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:

Z = Σξ ,

где Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

ρ - плотность воды при температуре 70ºС.

Суммируя потери давления на трение и в местных сопротивлениях, определяются потери давления на участке, а затем, суммируя потери давления на расчетных участках, получают потери давления в кольце, которые должны быть в пределах 90% располагаемого давления:

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу 2.4.

Гидравлический расчёт системы отопления

Неблагоприятным циркуляционным кольцом является кольцо через стояк №6, так как он наиболее удаленный от тепло узла управления.

Расход воды через отопительный стояк:

G_ст1 = кг/ч

Зная температуры, можно найти плотности воды:

Ρ_95(г) = кг/ м³

ρ_70(о) = кг/ м³

Определяем величину естественного давления Δре.пр:

Δре.пр = 3• 9,8•(978,46 – 962,11) = 480,69Па

Зная все выше найденные значения, мы можем найти величину располагаемого давления:

Δр_р = 12000+0,4•(480,69 + 125)=12242,28 Па

Определим ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам R_ср:

R₁= Па/м

Определим расход воды на участках G_уч:

G_уч1 = кг/ч;

G_уч2 = кг/ч;

G_уч3 = кг/ч;

G_уч4 = кг/ч;

G_уч5 = кг/ч;

G_уч6 = кг/ч;

G_уч7 = кг/ч.

Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке:

Участок 1 (d = 25мм): отвод под 90 º = 1;

Участок 2 (d = 20мм): тройник на поворот = 1,5;

вентиль обыкновенный = 10;

Участок 3 (d = 20мм): тройник на поворот = 1,5;

вентиль обыкновенный = 10;

Участок 4 (d = 15мм): тройник на проход = 1;

Участок 5 (d = 15мм): тройник на проход = 1;

отвод под 90 º = 1,5;

кран 2-х ходовой = 2;

Участок 6 (d = 10мм): тройник на проход 2 шт.= 2;

Участок 7 (d = 10мм): отвод под 90 º = 1,5;

кран 2-х ходовой = 2;

внезапное увеличение диаметра = 1

Участок 8 (d = 10мм): отвод под 90 º = 1,5;

внезапное уменьшение диаметра = 0,5

Участок 9 (d = 10мм): тройник на проход = 1;

Участок 10 (d = 15мм): тройник на проход = 1;

отвод под 90 º = 1,5;

кран 2-х ходовой = 2;

Участок 11 (d = 15мм): тройник на проход = 1;

Участок 12 (d = 20мм): тройник на проход = 1;

вентиль обыкновенный = 10;

Участок 13 (d = 20мм): тройник на поворот 2шт. = 3;

вентиль обыкновенный = 10;

Участок 14 (d = 25мм): отвод под 90 º = 1;

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па:

Z₁ = Па

Z₂ = Па

Z₃ = Па

Z₄ = Па

Z₅ = Па

Z₆ = Па

Z₇ = Па

Z₈ = Па

Z₉ = Па

Z₁₀ = Па

Z₁₁ = Па

Z₁₂ = Па

Z₁₃ = Па

Z₁₄ = Па

Потери давления в кольце оказались в пределах 90% располагаемого давления, следовательно, гидравлический расчет произведен верно.