2.3 Конструювання системи опалення будівлі, яка проектується

Система опалення будівлі повинна задовольняти санітарно-гігієнічним, економічним та естетичним вимогам. Вид системи опалення і теплоносія, тип опалювальних приладів приймають згідно з [6, 7]. При проектуванні системи водяного опалення з місцевими опалювальними приладами можуть передбачатися однотрубні або двотрубні системи опалення з верхньою або нижньою розводкою подавальних магістралей.

Для приєднання системи опалення будівлі до зовнішніх теплових мереж передбачений пристрій теплового вводу. Тепловий ввід у будівлю розміщуємо: за наявності підвалу - в підвалі, бажано в середині будівлі; за відсутності підвалу - під сходовим маршем першого поверху або в спеціальному приміщенні.

Опалювальні прилади розміщують здебільшого під вікнами та біля зовнішніх стін. У сходових клітинах опалювальні прилади розміщують біля бокової стіни на першому поверсі або на сходових клітинах між поверхами, не захаращуючи проходи, а приєднують їх до теплового вводу до елеватора.

Прокладення трубопроводів системи опалення належить передбачати відкритим. У кутових кімнатах стояки розміщуємо в кутах, що утворяться зовнішніми огороджувальними конструкціями. До стояків, що живлять прилади сходових клітин, не слід приєднувати прилади інших приміщень.

При верхній розводці головний стояк рекомендується прокладати в нежилих приміщеннях; подавальну магістраль - на горищі, на відстані 1 м від внутрішньої поверхні стіни. Зворотню магістраль при верхній розводці або обидві магістралі при нижній розводці прокладають безпосередньо біля зовнішніх стін неопалювального підвалу. Похили магістральних трубопроводів водяного опалення належить приймати 0,002 або більшими.

При верхній розводці вилучення повітря з системи опалення здійснюється проточними повітрозбірниками, які встановлено на кінцевих ділянках подавальних магістралей на відстані 2-3 м від останнього стояка. При нижній розводці для вилучення повітря з системи опалення встановлюються крани в верхніх пробках радіаторів верхніх поверхів.

Біля опалювальних приладів (окрім приладів сходових клітин) слід передбачати установку арматури, що забезпечує монтажне та експлуатаційне регулювання (крани подвійного регулювання або триходові крани).

Для регулювання і відключення окремих кілець, гілок і стояків системи опалення передбачена запірно-регулююча арматура (засувки, вентилі, пробкові крани), а також спускна арматура.

2.4 Гідравлічний розрахунок системи опалення будівлі, яка проектується

Гідравлічний розрахунок системи опалення полягає у визначенні діаметрів трубопроводів при відомих теплових навантаженнях і наявному перепаді тисків теплоносія P_р на вводі та пов'язанню тисків, що витрачаються в стояках і магістральних трубопроводах.

Перш ніж розпочати гідравлічний розрахунок, необхідно виконати наступне:

• накреслити розрахункову схему системи опалення з розміщенням запірно-регулюючої арматури, повітрозбірників, поворотів і вигинів трубопроводів;

• на кожному опалювальному приладі проставляємо теплові навантаження приладів Q_пр, Вт, які дорівнюють тепловтратам відповідних приміщень;

• розрахункове циркуляційне кільце (найбільш протяжне і навантажене) розбиваємо на розрахункові ділянки - відрізки трубопроводів одного діаметра з постійним тепловим навантаженням (постійними витратами теплоносія) і проставляємо порядкові номери розрахункових ділянок, починаючи нумерацію від теплового вводу за ходом теплоносія по подавальній магістралі до кінцевого опалювального приладу та по зворотній магістралі до теплового вводу;

• проставляємо теплові навантаження магістральних ділянок, що визначаються сумою теплових навантажень стояків, які обслуговуються цією ділянкою.

Після складання розрахункової схеми приступаємо до гідравлічного розрахунку, що може бути виконаний будь-яким з відомих методів. У даному курсовому проекті розглядається метод розрахунку за питомими втратами тиску на 1 пм розрахункового кільця при постійному перепаді температури води в стояках і здійснюється розрахунок двох кілець: розрахункового циркуляційного та малого ( через найближчий стояк цього напрямка).

Розрахунок виконується у наступній послідовності:

1. у розрахунковій таблиці (додаток C) проставляємо на кожній ділянці теплові навантаження та довжини;

2. визначаємо необхідні витрати теплоносія (води) на ділянці, G_д, кг/год, за формулою:

, (2.14)

де Q_д - теплове навантаження розрахункової ділянки, Вт;

₁ і ₂ - поправочні коефіцієнти на крок номенклатурного ряду опалю­вальних приладів прийнятого типу і на спосіб їх установки, що вибираються за додатками Т і Ф;

c_в - теплоємкість води, c_в=4,19 кДж/(кг°С);

t_г, t_о - температура води на вході і виході системи опалення, °С;

3. знаходимо середню величину питомої втрати тиску на тертя для розрахункового циркуляційного кільця, R_ср, Па/м, за формулою:

, (2.15)

де P_р - наявний перепад тиску в системі опалення, Па; в курсовому проекті Р_р не розраховуємо, а приймаємо за таблицею додатка А.1;

l - сума довжин ділянок розрахункового циркуляційного кільця, м (за

графою 4 додатка С);

В - коефіцієнт, що враховує частку втрат тиску на подолання опору тертя від

загального наявного перепаду тисків Р_р; при природній циркуляції в системі В=0,5, при насосній В =0, 65.

4. за додатком Н залежно від відомих величин R_ср і G_д знаходимо дійсні питомі втрати тиску R, Па; діаметри трубопроводів d_у, мм, і швидкість води , м/с, намагаючись, щоб значення R було як можна ближче до R_ср (більше або менше).

Діаметри труб належить вибирати так, щоб швидкість зростала без різких стрибків при збільшенні теплових навантажень та не перевищувала гранично допустимих величин за умовою безшумної роботи системи (не більше 1,5 м/с).

5. за додатком П визначають суму коефіцієнтів місцевих опорів  на розрахунковій ділянці.

6. розраховуємо втрати тиску на тертя по довжині ділянки Rl, Па, і в місцевих опорах Z = _в²/2g, Па, де _в - густина води, кг/м³. Величини Z, які розраховано залежно від і наведено у додатку Р;

7. знаходимо повні втрати тиску на кожній ділянці (Rl + Z), Па. Складаючи їх по всьому розрахунковому циркуляційному кільцю, визначаємо повну втрату тиску в кільці (Rl + Z) і порівнюємо її з наявним перепадом тиску на вводі, при цьому повинна дотримуватися умова (Rl + Z)  0,9 Р_р;

8. визначаємо величину запасу або нев`язки тиску, що використовується, у відсотках:

. (2.16)

При розрахунку найбільш протяжного та навантаженого кільця допускається залишати запас наявного перепаду тиску Р_р на невраховані розрахунком опори мережі не більше 10%.

Пов'язання втрат тиску на вузлових точках (тобто для неосновних циркуляційних кілець) провадиться без врахування втрат на загальних ділянках. Втрати тиску в циркуляційних кільцях однотрубних систем опалення, розрахованих з постійним перепадом температур теплоносія в стояках, не повинні розрізнятися більше ніж на 15% при тупиковій схемі розводки магістралей і на 5% - при попутній; в двотрубних системах відповідно - на 25% і на 15%.

Якщо ця умова не дотримується, слід на окремих ділянках збільшити або зменшити діаметр трубопроводу, завдяки цьому змінивши величину втрат тиску. З метою забезпечення гідравлічної сталості системи необхідно прагнути, щоб втрати тиску в розрахунковому стояку складали якомога більшу частку від втрат тиску в розрахунковому циркуляційному кільці.

Для запису змінених діаметрів належить залишати вільні рядки в розрахунковій таблиці (додаток С).