4. Гидравлический расчет системы отопления

Цель расчета: определить диаметры теплопроводов для прохождения по ним требуемого количества теплоносителя, увязать магистрали и ответвления.

Вычерчиваем аксонометрическую схему системы отопления с нанесением на ней всей запорно-регулирующей арматуры. Выбираем главное циркуляционное кольцо, которым является наиболее протяженное, или нагруженное кольцо. Аксонометрическую схему разбиваем на участки. Участком является отрезок с постоянным расходом теплоносителя и для каждого участка определяется тепловая нагрузка и длина. Тепловую нагрузку участков определяем суммой тепловых нагрузок стояков или отопительных приборов, обслуживаемых этим участком.

Порядок расчета:

1. Принимаем располагаемое давление Р=4500 Па.

2. Рассчитываем расход теплоносителя G ,

, кг/ч (18)

3. Зная располагаемое давление Р, Па, для расчетного циркуляционного кольца рассчитать среднюю величину удельной потери давления на трение R_СР, Па/м.

, Па/м (19)

где k – коэффициент, учитывающий потери давления на трение.

Па/м

4. По величинам R_СР, Па/м, и G, кг/ч, находим диаметры участков d, мм.

5. По значению диаметра d участка и расходу теплоносителя G определим удельные потери на трение на участке R, Па/м, и скорость движения воды V, м/с.

6. Определим потери давления на трение на участке и динамическое давление

, Па (20)

где ρ – плотность теплоноситель, кг/м³ (ρ=970 кг/м³)

7. Определим коэффициенты местных сопротивлений ξ и рассчитаем потерю давления в местных сопротивлениях Z, Па

,Па (21)

8. Рассчитаем потери давления на участках Rl+z, Па и сумму потерь давления на всем циркуляционном кольце Σ(Rl+z)_г.ц.к.

9. Запас давления должен составлять 5-10% от располагаемого давления, рассчитываем по формуле (22):

(22)

Если условие запаса давления не выполняется, делается перерасчет отдельных участков.

10. Выполним расчет ответвлений. Порядок расчета тот же что и для главного циркуляционного кольца, только невязка должна составлять не более 15%.

(23)

При невыполнении этого условия и невозможности изменения диаметра ответвления или его части устанавливаем шайбу. Минимальный диаметр шайбы 5мм, кратность размеров шайбы 0,5мм

, мм (24)

где G – расход теплоносителя на участке с шайбой, кг/ч;

- давление, которое должна погасить шайба, Па.

Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца

Таблица 5 – Коэффициенты местных сопротивлений главного циркуляционного кольца

№участка	Наименование местного сопротивления	ξ
1	Задвижка Отвод d=25мм	0,5 0,5 Σ 1
2	Тройник на разделение потока	2
3	Тройник на разделение потока Вентиль d=20мм	3 10 Σ13
4	Тройник на проходе	1
5	Тройник на проходе	1
6	Вентиль d=20мм Тройник на противотоке	10 2
7	Тройник на противотоке	2
8	Вентиль d=32мм Тройник на противотоке	9 2 Σ11
9
10
Стояк 1	Конвектор «универсал» проходной Вентиль d=15мм Отвод d=20мм	4*3 2*10 12*0,6 39,2
Стояк 2	Отвод d=15 Тройник на ответвлении Тройник поворотный Вентиль d=15мм Конвектор «универсал» концевой	0,6*12 1,5 3 2*16 4*5,4 53,3

Таблица 6 – гидравлический расчет главного циркуляционного кольца

N	Q Вт	G Кг/ч	L м	D мм	V м/с	R Па/м	R*l Па	Рдин Па	∑ ξ	Z Па	R*l+z Па
1	29770	1024	11,2	32	0,289	39	600,8	40,5	1	40,5	641,3
2	17710	609	4,61	32	0,178	15	69,15	15,4	2	30,8	99,95
3	8830	304	2,6	20	0,247	59	153,4	29,6	13	384,8	538,2
4	5360	184	4,55	20	0,152	23	104,65	11,2	1	11,2	115,8
Ст1	5360	184	13,1	20	0,152	23	377,2	11,2	39,2	439,0	816,2
5	5360	184	4,55	20	0,152	23	104,65	11,2	1	11,2	115,85
6	8830	304	2,5	20	0,247	59	147,5	29,6	12	355,2	502,7
7	17710	609	5,6	32	0,178	15	84	15,4	2	30,8	114,8
8	29770	1024	1,5	32	0,289	39	58,5	40,5	11	445,5	504
			Σ57,71								Σ3449

Рассчитываем запас давления в главном циркуляционном кольце, который должен составлять 5-10% от располагаемого давления, по формуле:

∆=((5771-3449/5771)_*100%=40 10% - условие не выполняется.

Выполняем перерасчет участков

2	17710	609	4,61	25	0,294	62	285,8	41,92	2	83,84	369,64
1	29770	1024	15,4	25	0,439	170	2618	93,46	1	93,46	2711,4

∆=((5771-5674/5771)_*100%=1,68 10% - условие выполняется.

Расчет ответвления

Ст 2

3470

119

16,4

15

0,181

47

770,8

15,89

53,3

846,9

1617,7

∆=((1047,8-1617,7/1047,8)_*100%=70 10% - условие не выполняется.

Устраиваем шайбу

d_ш=3,54(G²/∆Р_ш)^0,25

d_{ш=3,54((119 /}1047,8-1617,7_{)) =} выбираем шайбу d=4мм