3. Гидравлический расчёт тепловых сетей

Гидравлический расчёт тепловых сетей производится с целью определения диаметров трубопроводов и потерь давления на участках сети.

Для расчёта потерь давления используются таблицы гидравлического расчёта трубопроводов водяных тепловых сетей при эквивалентной шероховатости k_э = 0,5 мм, температуре воды 100ºС, плотности воды 958,4 кг/м³ и кинематической вязкости 0,295 ·10^–6 м²/с.

Гидравлический расчёт выполняется только для подающего трубопровода. Диаметры обратного и подающего трубопроводов принимаются одинаковыми. По результатам гидравлического расчёта тепловых сетей строится пьезометрический график, необходимый для подбора насосов, регуляторов и выбора схемы присоединения потребителей теплоты.

Расход теплоносителя вычисляется по расчётным тепловым потокам Q = Q_{0 max} + Q_{v max} зданий:

Ответвления:

Магистраль:

где G – расход теплоносителя, кг/ч;

с – теплоёмкость воды, с = 4,19 кДж/(кг·ºС);

τ₁₀, τ₂₀ – температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, определяемая по температурному графику для расчётной на отопление температуры наружного воздуха:

– (150 – 70)ºС при зависимой схеме присоединения систем отопления микрорайона к тепловым сетям города;

• (130 – 70)ºС при независимой схеме.

На всех абонентских вводах должен быть обеспечен располагаемый напор ∆Н_аб ≥ 15 м.

Располагаемый напор на коллекторах станции ∆Н_с = 9,5 м.

При использовании элеваторной схемы присоединения системы отопления здания к распределительным сетям микрорайона располагаемое давление на вводе теплового пункта должно быть не меньше (0,1…0,15) МПа.

3.1 Гидравлический расчёт основной магистрали тепловых сетей

Основная магистраль тепловых сетей выбирается из условий:

– ветка с максимальным расходом теплоты на отопление и вентиляцию;

– наиболее удалённое от источника (центральный тепловой пункт) здание;

– максимальные потери давления в тепловом пункте здания ∆р_ИТП при различных конструкциях индивидуальных тепловых пунктов.

Удельные тепловые потери давления на j–том участке определяются по формуле:

Ответвления:

Магистраль:

где i_pj – удельные тепловые потери давления на j–том участке, Па/м;

– коэффициент, значение которого принимается по таблице

Эквивалентная длина j–того участка определяется по формуле:

ℓ_эj = а×ℓ_j

Ответвления:

Магистраль:

где ℓ_эj – эквивалентная длина j–того участка, м;

а – коэффициент для определения эквивалентной длины расчётного участка, соответствующей местным сопротивлениям;

ℓ_j – длина j–того участка, м.

Потери давления на расчётном участке магистрали определяются по формуле:

Ответвления:

Магистраль:

где ∆Р_ij – потери давления на j–том участке магистрали, Па.

Потеря напора на расчётном участке магистрали определяется по формуле:

Ответвления:

Магистраль:

где ∆Н_j – потеря напора на j–том участке магистрали, м;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Располагаемый напор на расчётном участке:

∆Н´_j = Н_с – 2∆Н_j,

Ответвления:

Магистраль:

где ∆Н´_j – располагаемый напор на j–том участке магистрали, м.

Скорость движения теплоносителя:

Ответвления:

Магистраль:

Таблица 3.1 - Гидравлический расчёт основной магистрали тепловых сетей

1. Номер участка	4-8	3-4	2-3	1-2
2. Длина участка l, м	75	130	145	165
3. Расход теплоносителя G, кг/ч	6508	10674	13385	19897
4. Наружный даметр (dH  S), мм	0,133×3,5	0,133×3,5	0,133×3,5	0,219×5
5. Условный диаметр dУ, мм	125	125	125	200
6. Скорость движения теплоносителя V, м/с	0,83	0,78	0,88	0,7
7. Удельные потери давления ip, Па/м	28,77	75,05	48,7	22,97
8. Приведённая длина lэ, м	22,5	39	43,5	49,5
9. Потери давления на участке Па	2805,07	12683,45	9179,95	4927,06
10. Потеря напора на участке ∆Н, м	0,29	1,34	0,97	0,52
11. Располагаемый напор на расчётном участке ∆Н´j , м	9,12	7,5	7,96	8,56

Таблица 3.2 - Гидравлический расчёт боковых ответвлений тепловых сетей

1. Номер участка	2-7	5-6	3-9	5-10	4-5
2. Длина участка l, м	105	40	45	30	75
3. Расход теплоносителя G, кг/ч	6508	2710	2710	1811	4522
4. Наружный даметр (dH  S), мм	0,133	0,089	0,089	0,076	0,108
5. Условный диаметр dУ, мм	125	80	80	70	100
6. Скорость движения теплоносителя V, м/с	0,59	0,97	0,86	1,09	0,76
7. Удельные потери давления ip, Па/м	28,77	56,97	56,97	51,04	49,04
8. Приведённая длина lэ, м	31,5	12	13,5	9	22,5
9. Потери давления на участке Па	3927,1	2962,44	3332,74	1990,56	4781,4
10. Потеря напора на участке ∆Н, м	0,41	0,31	0,35	0,21	0,5
11. Располагаемый напор на расчётном участке ∆Н´j , м	8,68	8,88	8,8	9,08	8,5