9. Гидравлический расчёт системы отопления.

9.1. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей.

Отопительные приборы необходимо располагать преимущественно под световыми проемами, у наружных стен или вблизи входных дверей. Отопительные приборы в лестничных клетках, сообщающихся с наружным воздухом, следует располагать при входе (без переноса на лестничные площадки) и присоединить к самостоятельным стоякам по однотрубной проточной схеме. В отсеках тамбуров, имеющих наружные двери, отопительные приборы размещать не следует.

Размещение стояков диктуется местоположением отопительных приборов. Во всех случаях желательна прокладка стояков отопления в наружных углах помещения. Присоединение подводок к отопительному прибору выполняется одно- и двусторонним. В двухтрубных системах отопления с нижней прокладкой подающей магистрали наиболее целесообразно размещать приборы по отношению к стоякам таким образом,

чтобы каждый стояк имел двустороннюю нагрузку. Для регулировки теплоотдачи приборов на подводках устанавливают краны двойной регулировки (кроме приборов лестничных клеток). Для отключения и опорожнения стояков в зданиях высотой более 3-х этажей предусматривают запорную арматуру. При температуре теплоносителя в подающей магистрали до на стояках в местах их присоединения к магистрали устанавливают проходные краны и тройники с пробками.

Если система отопления с верхней разводкой магистрали, то подающая магистраль прокладывается на чердаке здания, а обратная магистраль - в подвале.

Для возможности опорожнения системы и удаления воздуха магистральные трубопроводы прокладывают с уклоном не менее 0,002 в сторону ввода.

Для удаления воздуха из систем отопления при верхней разводке трубопроводов рекомендуется предусматривать проточные воздухосборники. Для сохранения требуемых параметров теплоносителя предусматривают тепловую изоляцию магистральных трубопроводов систем отопления. Обязательно теплоизолируют трубопроводы, проходящие в не отапливаемых помещениях, подпольных каналах. Тепловой ввод располагается обычно в подвале здания, в центре его или рядом с лестничной клеткой.

9.2. Гидравлический расчет системы отопления.

Гидравлический расчет трубопроводов производится для основного циркуляционного кольца. При этом рекомендуется расчет проводить методом удельных потерь давления. Расход волы в каждом стояке или на участке вычисляем по формуле

,

где - тепловая нагрузка стояка или участка, Вт; - расчетная температура горячей и обратной воды в системе отопления, , - удельная массовая теплоёмкость воды;

и

и

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления производят в следующей последовательности.

1. После определения тепловой мощности системы отопления, размещения отопительных приборов и теплового пункта вычерчиваем схему трубопроводов системы отопления с указанием всех поворотов, ответвлений, зазорно-регулирующей арматуры.

2. На схему наносим тепловые нагрузки всех отопительных приборов (записываются на расчетной схеме системы отопления над прямоугольниками, изображающими отопительные приборы), которые суммируются по стоякам и отдельным кольцам циркуляции.

З. Выбираем основное циркуляционное кольцо, т.е. наиболее протяженное, имеющее наибольшую тепловую нагрузку.

4. Расчетное циркуляционное кольцо разбиваем на участки. На каждом участке проставляем тепловую нагрузку (в числителе) и его длину (в знаменателе). Участком называется отрезок трубопровода, на котором расход протекающей воды, температура воды и диаметр трубопровода остаются неизменными. Нумеруем участки, начиная от распределительного коллектора и кончая сборным коллектором.

5. Определяем расчетное давление , Па, которое складывается из давления, создаваемого элеватором и естественного циркуляционного давления за счет отсасывания воды в отопительных приборах:

,

Величину определяем по формуле:

где - разность давления в наружных тепловых сетях, в месте ввода в здание, кПа;

u - коэффициент смещения, вычисляем по формуле

,

где - расчетная температура воды в тепловой сети, ‚

Величину определяем по формуле:

,

где h - вертикальное расстояние между серединой отопительного прибора, расположенного на первом этаже, и осью элеватора, м; для основного циркуляционного кольца h можно принимать от 1,5 до 1,7 м;

- плотность охлажденной и горячей воды, ;

, , .

Итак, теперь вычисляем расчётное давление

6. При выборе диаметра труб исходим из среднего значения удельной линейной потери давления на трение в основном циркуляционном кольце

,

где - сумма длин последовательно соединенных участков расчетного циркуляционного кольца; длина участков определяется с точностью до 0,1м по схеме системы отопления; 0,65 - доля потерь на трение.

Гидравлический расчет сводят в таблицу.

7. В 1, 2 и 4 графы записываем номера участков, тепловые нагрузки и длины участков. В 3-ей графе проставляем расход воды на участке, который определяем по формуле:

8. Ориентируясь на значение , определяем диаметры труб, действительные удельные потери давления на трение и скорость движения воды. Необходимо следить за тем, чтобы скорость движения воды не превышала предельно допустимой. Находим значение . Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяем по формуле:

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений (к.м.с.) на участке;

v - скорость движения воды, м/с;

- плотность воды, ;

- динамическое давление, Па.

Общие потери давления в основном циркуляционном кольце , полученные путем суммирования потерь давления на трение и в местных сопротивлениях на всех участках основного циркуляционного кольца, сопоставляем с расчетным циркуляционным давлением. Расчет основного циркуляционного кольца считается законченным, если выполняется условие:

Действительный запас расчётного давления в % вычисляем по формуле

Если запас меньше 5 % или больше 10%, то требуется изменить диаметры трубопроводов отдельных участков кольца циркуляции таким образом, чтобы потери давления увеличились (при уменьшении диаметра труб) или уменьшились (при увеличении диаметра). Гидравлический расчёт трубопроводов системы водяного отопления Номер участка Тепловая нагрузка Q,Вт Расход теплоноси теля G,кг/ч Длина участка, l, м Диаметр, d,мм Скорость воды, V, м/с Удельные потери на трение, R, Па/м Потери давления на трение,Rl, Па Сумма коэф. местных сопротивлений,∑ζ Динамическое давление, Pдин, Па Потери давления в местных сопротивлениях,Z, Па Суммарные потери, Rl+Z,Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 80555 2874 12,10 50 0.364 38 460 1.5 63.74 96 556 2 19805 705 8,00 32 0.195 20 160 1.5 19.61 29 189 3 10165 363 8,00 20 0.280 75 600 1.5 38.25 57 657 4 3380 121 11,00 20 0.093 9 99 8 4.02 32 131 5 2145 77 3,00 20 0.061 3.45 10.35 2 1.77 4 14.35 6 1260 45 3,00 20 0.035 1.47 4.41 2 0.8 1.6 6 7 630 23 0,61 15 0.032 2 1 7.5 0.45 3 4 8 630 23 0,61 15 0.032 2 1 3 0.45 2 3 9 3380 121 9,71 20 0.093 9 88 8.5 4.02 34 122 10 10165 363 8,00 20 0.280 75 600 1.5 38.25 57 657 11 19805 705 8,00 32 0.195 20 160 1 19.61 20 180 12 80555 2874 2,50 25 0.612 142 355 1 183.42 183 1298 ∑l=102.21 ∑(Rl+Z)оцк=4730 , что допустимо.

Местные сопротивления и их коэффициенты на участках основного циркуляционного кольца Номер участка Диаметр Наименование местных сопротивлений Коэффициенты местных сопротивлений Сумма коэффициентов местных сопротивлений 1 50 Задвижка, два отвод 0.5 2*0.5=1 1.5 3 25 Тройник на проходе 1 1 4 32 Тройник на ответвлении 1.5 1.5 5 20 Тройник на ответвлении 1.5 1.5 6 20 Тройник на ответвлении, внезапное расширение, внезапное сужение, кран проходной, 2 отвода 1.5 1 0.5 2 1.5*2=3 8 7 20 Крестовина на проходе 2 2 8 20 Крестовина на проходе 2 2 9 15 Тройник на ответвлении, кран двойной регулировки, кран проходной 1.5 4 2 7.5 10 15 Крестовина на ответвлении 3 3 11 20 Тройник на проходе кран проходной, кран двойной регулировки, отвод 1 2 4 1.5 8.5 12 20 Тройник на проходе 1 1 13 32 Тройник на проходе 1 1 14 25 Тройник на ответвление 1.5 1.5 15 25 Тройник на ответвление 1.5 1.5 16 25 Отвод, задвижка 0.5 0.5 1