3.5 Выбор системы отопления и ее конструирование

В здании запроектирована однотрубная горизонтальная непроточная система отопления.

Тип отопительных приборов- радиаторы чугунные 2К-60П-500

Теплоноситель – вода (105 ⁰С-70⁰С).

Расположение магистральных трубопроводов, стояков, ветвей, отопительных приборов представлено на планах подвала и 1-го этажа.

.

3.6 Гидравлический расчёт 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.

Располагаемая разность давлений выражает собой ту энергию, которая при движении теплоносителя по трубам может быть израсходована на пре­одоление сопротивлений трения и в местных сопротивлениях.

В разветвленных системах теплопроводов участком называют отрезок теплопровод а, по которому проходит постоянная масса теплоносителя.

Неблагоприятное циркуляционное кольцо служит показателем допускаемого расхода давления по всем остальным кольцам в системе, в нем расходуется максимальное давление на трение и местные сопротивления.

После выбора неблагоприятного циркуляционного кольца оно разбивается на расчетные участки, которые нумеруются, начиная от водонагревателя по расчётному кольцу. Расчетный участок – участок, где остаются постоянными тепловая нагрузка и диаметр. Участок начинается у одного разветвления и кончается у другого разветвления.

Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле

Δр = Δр +Б∙(Δр + Δр ) , (3.11)

где Δр – искусственное давление, создаваемое элеватором, Па Принимаю 10 кПа;

Δр – давление, возникающее за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

Δр – давление, вызываемое охлаждением воды в теплопроводах, Па принимаемое по рис. П.1 /1/, Δр = 100 Па;

Б – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчётных условиях; для однотрубных систем 1.

Величина естественного давления, возникающего в рассматриваемом кольце от остывания воды в отопительных приборах определяется по формуле:

– для однотрубной системы с верхней разводкой:

_{∆ре.пр=hig(ρо−ρг)}

где g – ускорение силы тяжести , м/с²; g = 9,81 м/c²;

h_1,2– вертикальные расстояния от центра приборов одного этажа до центра приборов следующего этажа, м

h_o – вертикальное расстояние от середины водонагревателя (элеватора) до центра прибора нижнего этажа, м.

ρ ,ρ – плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м³ .

p_см1, p_см2 – плотности смеси воды на соответствующем участке подъемной части стояка, кг/м³ .

Плотность воды в зависимости от её температуры определяется:

ρ = 1000,3 – 0,06∙t – 0,0036∙t²,

где t – температура воды, ºС .

t = 70 ºС ,

t = 105 ºС .

ρ = 1000,3 – 0,06∙70 – 0,0036∙70² = 978,46 кг/м³ ,

ρ = 1000,3 – 0,06∙105 – 0,0036∙105² = 954, 31 кг/м³ .

Зная плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м³ , определяем величину естественного давления Δр

Δр =16,749∙9,8(978,46-954,31) =3963,986 Па

Определяем величину располагаемого давления

Δр = 10000 + 0,4∙(3963,986+ 100) =11625,594 Па

Гидравлический расчёт системы отопления выполняется методом удельных потерь давления. При расчёте по данному методу вначале определяют ориентировочное значение удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам , по формуле:

R_cp=0.9∙ Δр ∙K/

(3.12)

где К – доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией равной 0.65;

- сумма длин участков расчётного кольца

R_cp=0.9∙ 11625,594 ∙0.65/65.35=104.07 Па/м

По полученному значению R _ср по приложению В принимаются диаметры участков d, мм, и по значению расходов воды v, м/с, и удельные потери давления на трение R, Па/м. Эти данные заносятся в таблицу 3.4.

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

(3.13)

где - тепловая нагрузка участка, Вт;

, - температура горячей и обратной воды соответственно, ⁰С.

Вычисленные значения расхода также заносятся в таблицу 3.5.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяю:

(3.14)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, определяемая в зависимости от видов местных сопротивлений;

– плотность при 60 ⁰С;

v – скорость движения воды, м/с.

Суммируя потери давления на трение и в местных сопротивлениях, определяю потери давления на участке, а затем суммируя потери давления на расчетных участках, получаю потери давления в кольце, которые находятся в пределах примерно 90% располагаемого давления:

Таблица 3.4 - Коэффициенты местных сопротивлений на участках:

№ участка	Вид местного сопротивления	Усл.проход труб, мм.	Значение КМС	Сумма КМС на участке
1	-	32	0	0
2	-тройник на ответвлении -отвод 900	32	1,5 1*2	3,5
3	- крестовина на ответвлении	32	3	3
4	-тройник на ответвлении -трёхходовой кран на ответвлении при прямом проходе -отвод под 90 º - радиатор двухколонный	20	1,5*2 1,5*5 1*2 2*5	22
5	- крестовина на ответвлении	32	3	3
6	- отвод под 90 º -тройник на ответвлении	32	1*2 1,5	3,5
7	-крестовина на проходе	32	0	0

Таблица 3.5-Гидравлический расчёт трубопроводов:

Номер участка	Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт	Расход воды на участке Gуч, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды v, м/с	Потеридавления на трение на 1 м длины R, Па/м	Потери давления на трение на участке R*l, Па	Сумма к/в местных сопротивлений на участке ∑ξ	Потери давления в местах сопротивления Z, Па	Сумма потерь давления на участке R*lуч+Zуч, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	40777,63	1001,964623	0,6	25	0,466	140	84	0	0	84
2	38989,87	958,0368057	13,5	25	0,466	130	1755	3,5	371,8373	2126,837305
3	19465,78	478,3020229	3	25	0,222	34	102	3	72,33363	174,333634
4	9732,78	239,1483086	29	15	0,332	150	4350	22	1186,348	5536,347525
5	19465,78	478,3020229	3	25	0,222	34	102	3	72,33363	174,333634
6	38989,87	958,0368057	15,4	25	0,447	130	1995,5	3,5	342,1339	2337,63395
7	40777,63	1001,964623	0,9	25	0,466	140	126	0	0	126
									Сумма:	10559,48605

% 10% , %=9,2% 10% ,