Водяные системы отопления с искусственной циркуляцией.

Поскольку радиус действия систем с естественной циркуляцией невелик (не превышает 15 м), то в современных зданиях и сооружениях используют системы отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя.

В таких системах давление создается циркуляционными насосами и радиус действия зависит от мощности циркуляционного насоса.

Достоинства:

1. Скорость движения теплоносителя существенно выше, что позволяет уменьшить диаметр трубопровода, уменьшить металлоемкость и стоимость.

2. Поскольку коэффициент теплопередачи зависит от скорости, эффективная работа таких систем увеличивается.

Недостаток:

1. Необходима установка циркуляционного насоса что требует дополнительных затрат на обслуживание и затраты на электроэнергию.

По способу подключения систем отопления к наружным тепловым сетям:

• Зависимое присоединение (теплоноситель из наружной теплосети попадает в системы отопления здания)

• Независимое (в системы отопления здания не попадает)

1. Горячая вода

2. Обратная линия

3. Зависимое подключение

а) Зависимое непосредственное подключение

Такая схема может быть исполнена, когда параметр теплоносителя в наружных теплосетях соответствует требуемым параметрам потребителя. Перепад давлений должен быть достаточным для осуществления циркуляции теплоносителя.

б) схема зависимого присоединения с установкой циркуляционного насоса.

4- циркуляционный насос

Используется при недостаточном давлении .

в) Схема зависимого присоединения с установкой циркуляционного и подмешивающего насоса.

5- подмешивающий насос

Используется если в наружных тепловых сетях выше требуемой потребителем. Перепад давлений недостаточно.

г) Схема зависимого присоединения с установкой элеватора.

6- элеватор

Температура теплоносителя выше необходимой потребителю.

Кпа

1. Суживающее сопло

2. Камера смешения

3. Расширяющее сопло

4. Подмешивающий патрубок

д) независимое присоединение с присоединением теплообменника

7- теплообменник, в котором теплоноситель циркулирует в системе отопления здания , нагревается за счет тепла теплоносителя поступающего из тепловой сети.

Состав элементов системы с искусственной циркуляцией совпадает с естественной.

Классификация систем.

• По месту прокладки магистралей горячей воды (верхняя разводка, нижняя разводка).

• По конструкции стояков (однотрубные, двухтрубные)

Гидравлический расчет водяных систем отопления

Необходим для выбора экономичных диаметров трубопровода системы отопления. Прежде чем приступить к расчету необходимо:

1. Выполнить аксонометрическую схему системы отопления в масштабе с указанием всех местных сопротивлений

2. Выбирается расчетный циркуляционный контур (самый загруженный и протяженный контур). В случае если циркуляционные контура резко отличаются по протяженности и нагрузке, то выбираются и рассчитываются все характерные контура.

3. Расчетный циркуляционный контур (а) разбивается на участки (участок - отрезок системы на котором нет изменения расхода теплоносителя). Обозначают на каждом участке: номер, длину и тепловую нагрузку участка.

4. Определяются средние удельные потери давления на трение по циркуляционному контуру.

(1)

где – коэффициент учитывающий потерю по длине и на местные сопротивления.

;

– располагаемое давление, Па;

– Суммарная длина расчетного циркуляционного контура

– массовая нагрузка теплоносителя

5. Определим

6. По таблице расчета стальных трубопроводов определить и в зависимости от и

7. По каждому участку определить фактическую потерю давления на участке

(2)

где – коэффициент шероховатости ( - задано),

может быть >

8. Определяются фактические потери

   (3)

9. Суммируем

   (4)

10. Смотрим, какие местные сопротивления имеются на участке, выбираем значение коэффициента местных сопротивлений из таблицы и находим – по участку

11. Считаем потерю давления

    (5)

12. Определяем

    (6)

13. Проверяем выполнение условия

(7)

Суммарные давления по контуру должны быть меньше или равны .

Определяют участок, на котором самые большие потери давления. На этом участке увеличивают диаметры трубопроводов, рассчитывают скорость, определяют потери давления на местные сопротивления. Проверяем условие заново.

Условие (7) выполняется, но запас давления превышает 20%.

В этом случае находим участки с минимальной потерей давления и на этом участке уменьшаем диаметр и вносим корректировки в расчет.

Для систем, в которых рассчитываем несколько циркуляционных контуров производится увязка потерь давлений по всем контурам. Т.е. потери давления во всех контурах должны быть одинаковы.