4. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления.
Целью гидравлического расчета системы отопления есть определение оптимальных диаметров труб, при которых обеспечивается стойкое и надежное поступление расчетного количества теплоносителя ко всем отопительным приборам. При определенном заданием перепаде давления теплоносителя в подвальной и обратной магистралях тепловой сети на узле ввода.
Заданием гидравлического расчета есть выбор минимальных диаметров труб на всех участках сети таким образом, чтоб гидравлическое сопротивление главного циркуляционного кольца не превышал расчетного циркуляционного давления с запасом 5 – 10 %, а разница гидравлических сопротивлений главного полукольца и каждого другого полукольца не превышала 15 %.
Конструкция системы отопления двухтрубная, тупиковая с верхней разводкой. Подающая и обратная магистрали в подвале расположены на расстоянии 0,4 м от потолка. Узел управления расположен в подвале под лестничной клеткой. Система принята с насосами – искусственная циркуляция.
Гидравлический расчет трубопроводов ведем в такой последовательности:
1. Определяем главное циркуляционное кольцо. Это кольцо проходит через наиболее отдаленный прибор первого этажа. Главное кольцо разбиваем на расчетные участки, начиная с обратной подводки наиболее неблагоприятно размещенного отопительного прибора по обратному теплопроводу до узла ввода и далее по подающему теплопроводу к прибору.
2. Рассчитываем расчетное циркуляционное давление Ргцр, Па, для главного циркуляционного кольца по формуле:
,
где
ΔР – перепад давления в магистралях тепловой сети на вводе в здание по заданию, Па;
Б – коэффициент, определяющий долю максимального гравитационного давления, который целесообразно учитывать в расчетных условиях Б=0,4-0,5;
ΔРепр. – естественное гравитационное давление, создаваемое в системе за счет охлаждения теплоносителя в отопительных приборах:
,
где
h – вертикальное расстояние от оси узла ввода до оси отопительного прибора ГЦК, h=1,26м;
-
температуры теплоносителя горячего и
охлажденного, °С;
ΔРетр. – естественное гравитационное давление, создаваемое в системе за счет охлаждения воды в трубопроводах.
,
где
L – расстояние от главного стояка до расчетного, L = 23,97 м;
N – число этажей в здании, N = 2.
3. Для каждого участка расчетного кольца определяем необходимый расход теплоносителя на каждом участке, кг/ч:
,
где
-
суммарная тепловая нагрузка на расчетный
участок, Вт;
с
– удельная теплоемкость воды, с=4,2
кДж/кг∙°С.
4. Определяем ориентировочную среднюю удельную потерю давления на трение на 1м длины трубопровода:
,
где
Σl – суммарная длина участков ГЦК, м;
К – доля потерь давления на трение, К=0,65 для систем с насосами.
5.
Для каждого участка ГЦК ориентируясь
на Rср
по приложению 6 [4] в зависимости от
расхода теплоносителя 
,
определяем значение диаметра трубопровода
d, скорость движения теплоносителя V и
фактическое значение удельной потери
давления на трение R.
6. Определяем расчетную потерю давления на трение:
7. Для каждого участка определяем по приложению 5 [4] сумму коэффициентов местных сопротивлений ∑ξ.
8. По скорости теплоносителя V по приложению 7 [4] определяем динамическое давление Pgі, Па:
8.
Вычисляем расчетная потеря давления
на преодоление местных сопротивлений
Па:
9.
Для каждого расчетного участка определяем
полную потерю давления 
,
Па:
10.
Определяем полную потерю давления в
главном циркуляционном кольце 
.
11. Вычисляем запас давления на гидравлические сопротивления, которые не учтены в расчете:
,
где
ΔРгцк – полная потеря давления в главном циркуляционном кольце, Па.
Условие выполняется, значит, диаметры подобраны не верно.
Результаты расчета сведены в Табл. 5.
Гидравлический расчет теплопроводов системы отопления. Таблица 5
|
№ уч. |
∑Qп, Вт |
Gі, кг/ч |
li, м |
dy, мм |
V, м/с |
Ri, Па/м |
Ri∙li, Па |
Pgi, Па |
∑ξ |
zi, Па |
ΔР, Па |
|
1. |
2. |
3. |
4. |
5. |
6. |
7. |
8. |
9. |
10. |
11. |
12. |
|
Главное циркуляционное кольцо | |||||||||||
|
1 |
1105 |
37,89 |
1,5 |
15 |
0,057 |
5 |
7,5 |
1,624 |
7,5 |
12,18 |
19,68 |
|
2 |
4260 |
146,06 |
7 |
20 |
0,117 |
14 |
98 |
6,844 |
2,5 |
17,11 |
115,11 |
|
3 |
10540 |
361,37 |
3,4 |
25 |
0,19 |
28 |
95,2 |
18,05 |
11 |
198,55 |
293,75 |
|
4 |
20530 |
703,89 |
5 |
32 |
0,195 |
20 |
100 |
19,012 |
9 |
171,112 |
271,112 |
|
5 |
39500 |
1354,29 |
6,95 |
50 |
0,182 |
10 |
69,5 |
16,562 |
0,5 |
8,281 |
77,781 |
|
6 |
39500 |
1354,29 |
11,1 |
40 |
0,284 |
32 |
355,2 |
40,328 |
1,5 |
60,492 |
415,692 |
|
7 |
20530 |
703,89 |
5,9 |
32 |
0,195 |
20 |
118 |
19,012 |
11,5 |
218,638 |
336,638 |
|
8 |
10540 |
361,37 |
6,3 |
25 |
0,19 |
28 |
176,4 |
18,05 |
11,5 |
207,575 |
383,975 |
|
9 |
4260 |
146,06 |
9,7 |
20 |
0,117 |
14 |
135,8 |
6,844 |
5,5 |
37,642 |
173,442 |
|
10 |
2230 |
76,457 |
3 |
20 |
0,062 |
3,6 |
10,8 |
1,922 |
3 |
5,766 |
16,566 |
|
11 |
1105 |
37,886 |
1,25 |
15 |
0,057 |
5 |
6,25 |
1,624 |
8 |
12,992 |
19,242 |
|
Всего: |
2122,98 | ||||||||||
|
Малое циркуляционное кольцо | |||||||||||
|
12 |
1600 |
54,857 |
1,1 |
15 |
0,082 |
8 |
8,8 |
3,362 |
6 |
20,172 |
28,972 |
|
13 |
6280 |
215,314 |
1,05 |
20 |
0,171 |
28 |
29,4 |
14,62 |
1,5 |
21,93 |
51,33 |
|
14 |
6280 |
215,314 |
4,2 |
20 |
0,171 |
28 |
117,6 |
14,62 |
3 |
43,86 |
161,46 |
|
15 |
3270 |
104,64 |
3 |
20 |
0,086 |
7 |
21 |
3,698 |
3 |
11,094 |
32,094 |
|
16 |
1600 |
54,857 |
0,9 |
15 |
0,082 |
8 |
7,2 |
3,362 |
8 |
26,896 |
34,096 |
|
Всего: |
307,952 | ||||||||||
Определяем величину неувязки в полукольцах:
где ΔРгцк –потеря давления в главном циркуляционном кольце, которая равно потери давления на участках, которые не совместны с малым кольцом, Па;
ΔРмпк – полная потеря давления в малом циркуляционном кольце, Па;
Дополнительное сопротивление устанавливать не требуется.