7. Гидравлический расчет систем отопления

В качестве системы отопления выбираем водяную горизонтальную однотрубную систему отопления с металлополимерными трубами и рассчитываем ее по удельным потерям давления.

Сначала определяем главное магистральное направление, исходя из того, что для такого направления отношение естественного циркуляционного давления, возникающего в нем, к его длине должно быть наименьшим по сравнению с другими направлениями.

Таким направлением является 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20;

Далее определяем расход воды на участках по формуле:

, кг/ч

где Q_i – тепловая нагрузка участка, Вт;

 - коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь (сверх расчетной),  = 1,04;

t_г – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, t_г = 95 ^оС;

t_о - температура воды в обратном трубопроводе системы отопления, t_о = 70 ^оС

По расходу воды на участке G_i и средним удельным потерям давления R_ср = 80 Па/м по определяем диаметр трубы d, скорость воды W и действительные удельные потери давления на участке.

Определяем потери давления на трение по формуле:

P_тр = R·l, Па,

где l – длина участка, м.

Находим потери давления в местных сопротивлениях:

Z = · ·, Па,

где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

 – плотность воды,  = 965 кг/м³.

Определяем полные потери давления на участке:

P = P_тр + Z, Па.

Они не должны превышать расчётное располагаемое давление _р, определяемое по формуле:

, Па

где - давление развиваемое элеватором или насосом;

Б – коэффициент, учитывающий долю естественного циркуляционного давления в расчетном располагаемом давлении. Для двухтрубных систем равен 0,4, для однотрубных систем равен 1,0.

- естественное циркуляционное давление, возникающее за счёт охлаждения воды в нагревательных приборах и трубах (в инженерных расчётах последней составляющей пренебрегают).

Насосное циркуляционное давление Р_н определяется в зависимости от способа присоединения системы отопления к тепловым сетям. Так как система отопления присоединяется через элеватор, то Р_н равно давлению, создаваемому элеватором.

, Па

Па

где

Р_аб - перепад давлений в тепловой сети на входе в абонентский ввод

Р_аб=0,15МПа =1,5∙10⁵ Па;

_э = 0,2-0,3 – КПД элеватора;

u - коэффициент смешения элеватора.

где

t₁- расчетная температура воды в прямом трубопроводе тепловой сети. Принимается по заданию (t₁=150 ^оС)

t_г = 95 ^оС, t_о = 70 ^оC– расчетные температуры горячей и обратной воды в системе отопления.

Естественное циркулярное давление Р_е зависит от принятой схемы системы отопления (однотрубная или двухтрубная)

При определении Р_е пользуются понятиями центра нагрева (ЦН) и центра охлаждения (ЦО). В качестве центра нагрева принимается ось элеватора, а в качестве центра охлаждения - середина отопительного прибора.

, Па

Па

Па

где,

Q_i – нагрузка i-го отопительного прибора, Вт

h_i –расстояние по вертикали от уровня расположения элеватора до центра отопительного прибора i-го этажа.

Расчеты производены на персональном компьютере с использованием программы "EXCEL". Результаты расчета сведены в таблицу 4.

Для того, чтобы увязать потери давления на магистральных участках с потерями давлений на ответвлениях к отопительным приборам, устанавливаем на подводках дроссельные шайбы.

Диаметр отверстия определяется по формуле:

,

где - тепловая нагрузка участка, Вт;

- излишек давления, Па подлежащий дросселированию.