5. Конструирование системы отопления.

Вид системы отопления, параметры теплоносителя, а также тип нагревательных приборов, принимают по соответствующим нормам и рекомендациям справочной литературы [2, прил.Д]. Примем систему отопления – вертикальную двухтрубную водяную с радиаторами при температуре теплоносителя 95 . Система двухтрубного водяного отопления с насосным побуждением движения теплоносителя. Разводка магистралей систем отопления в здании тупиковая. Системы отопления с нижней разводкой применяется только в зданиях с плоской кровлей и техническим подпольем. Прокладку трубопроводов системы отопления осуществил открыто.

6. Гидравлический расчет системы отопления.

Выполнить гидравлический расчет системы отопления - это значит так подобрать диаметры отдельных участков сети (с учетом располагаемого циркуляционного давления), чтобы по ним проходил расчетный расход теплоносителя. Расчет ведется подбором диаметра по имеющемуся сортаменту труб.

Для зданий малой этажности наиболее часто применяется двухтрубная система отопления, для повышенной этажности - однотрубная. Для расчета такой системы должны быть следующие исходные данные:

1. Общий для системы перепад температуры теплоносителя (т.е. разность температуры воды в подающей и обратной магистралях). 95^оС/70^оС.

2. Количество теплоты, которое необходимо подать в каждое помещение для обеспечения требуемых параметров воздуха. Указано на чертеже, а так же есть в таблицах расчёта отопительной нагрузки помещения.

3. Аксонометрическая схема системы отопления с нанесенными на нее нагревательными приборами и регулирующей арматурой представлена на чертеже.

Выполнение гидравлического расчёта

1. Выберем главное циркуляционное кольцо системы отопления (наиболее невыгодное расположенное в гидравлическом отношении). В двухтрубных системах это кольцо, проходящее через нижний прибор самого удаленного и нагруженного стояка.

В нашем случае система отопления двухтрубная, с верхней разводкой. Т.е. главное циркуляционное кольцо пройдет от теплового пункта через главный стояк, подающую магистраль, через самый удаленный стояк, отопительный прибор нижнего этажа, обратную магистраль до теплового пункта – стояк № 12

2. Главное циркуляционное кольцо разобьём на участки (участок характеризуется постоянным расходом воды и одинаковым диаметром). На схеме проставим номера участков, их длины и тепловые нагрузки. Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммированием тепловых нагрузок, обслуживаемых этими участками. Для выбора диаметра труб используются две величины:

а) заданный расход воды;

б) ориентировочные удельные потери давления на трение в расчетном циркуляционном кольце R_cp.

Для расчета R_cp необходимо знать длину главного циркуляционного кольца и расчетное циркуляционное давление.

3. Определяется расчетное циркуляционное давление по формуле

Δp_p=p_н+ Δp_в,пр+p_{в, тр,}

где - давление, создаваемое насосом, Па. Практика проектирования системы отопления показала, что наиболее целесообразно принять давление насоса, равное

р_н = (80 100)∑l_i,

где - ∑l_i, сумма длин участков главного циркуляционного кольца; ∑l_i=5,67+ 1,47+3,73+9,18+6,98+1,5+4,96+6,5*7=74,03м. Тогда р_н = 90×74.03 = 6662,7 Па Δp_в,пр - естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах, Па, можно определить как

Δp_в,пр = 9,8βh_p(t_Г-t₀) ,где

h_p - расстояние от центра насоса (элеватора) до центра прибора нижнего этажа, м. h_p= 1+0.2(высота прибора над полом)+0.25(половина высоты прибора)= 1,45м. Значение коэффициента β можно определить из табл.5.1. [11], β = 0,64 кг/м³К.

t_Г- температура горячего теплоносителя (воды), t_Г = 95

t₀- температура охлаждённого теплоносителя (воды), t₀ = 70^оС

Тогда Δp_в,пр =9,8×0,64×1,45×(95-70) = 227,6 Па

Δp_в,тр - естественное давление, возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах. В насосных системах с нижней разводкой величиной Δp_в,тр можно пренебречь[4,прил.8].

Тогда Δp_p=6662,7+227,6+0=6890,3 Па.

4. Определим удельные потери давления на трение

R_cp = ,

где к=0,65 определяет долю потерь давления на трение.

R_cp= = 60,5 Па/м.

5 Определение диаметра труб для стояка

Выбираем самый удаленный и самый нагруженный стояк.

Дальнейший расчет будем проводить для стояка №12.

G= = 182,41 кг/ч

C помощью таблицы для гидравлического расчета систем отопления трубопроводов водяного отопления при перепадах температуры воды в системе 95˚-70˚С выбираем диаметр трубы.

V = 0,142 м/с R = 20,0 Па/м Ø = 20 мм

Следовательно, во всех стояках мы ставим трубы диаметром 20 мм.

6 Определение диаметра труб для магистральных участков системы отопления

Пример расчета:

Пример рассмотрим на участке 1.

G= = 84,62 кг/ч

C помощью таблицы для гидравлического расчета систем отопления трубопроводов водяного отопления при перепадах температуры воды в системе 95˚-70˚С выбираем диаметр трубы.

V = 0,066 м/с R = 5,0 Па/м Ø = 20 мм

Расчет для остальных магистральных участков проводится аналогично, результаты занесены в таблицу

№ участка	Q,Вт	G,кг/ч	l,м	R,Па/м	V,м/с	Ø,мм
1	5290	182,41	5	24	0,057	20
2	2870	98,97	5,1	36	0,156	15
3	2100	72,41	3,6	18	0,108	15
4	2640	91,03	9,18	5	0,073	20
5	5700	196,55	4,77	8	0,097	25
6	3400	117,24	5,34	10	0,097	20
7	4360	150,34	8,5	5	0,074	25
8	1460	50,34	4,3	7	0,069	15
9	5120	176,55	4,9	7	0,089	25
10	4240	146,21	9,18	4	0,073	25