9 Гідравлічний розрахунок системи опалення

9.1 Гідравлічний розрахунок системи опалення виконується з метою визна­чення діаметрів дільниці, їх уніфікації при умові забезпечення розрахункових витрат води по опалювальним приладам.

Гідравлічний розрахунок системи водяного опалення можливо провести кількома ме­тодами. Найбільш точним є метод розрахунку за питомими лінійними втратами тиску на тертя.

9.2 Послідовність виконання розрахунку.

9.2.1 На викреслену аксонометричну схему системи опалення наносяться тeплові навантаження кожного опалювального приладу, які відповідають тепловій поту­жності приміщення і послідовно складанням визначається навантаження кожного стояка.

9.2.2 Вибирається основне циркуляційне кільце: у вертикальних двотрубних системах з зустрічним рухом води — кільце крізь нижній опалювальний прилад най­більш навантаженого та віддаленого від теплового пункту стояка і найбільш навантаженого стояка при попутному русі води у магістралях; у вертикальних однотрубних системах кільце крізь найбільш навантажений стояк серед найбільш віддалених від теплового пункту при зустрічному русі води та найбільш навантажений середній стояк при попутному русі води. На розрахунковій схемі кожна ділянка нумерується з зазна­ченням у чисельнику — теплового навантаження, у знаменнику — довжини ділянки.

9.2.3 Визначають наявний циркуляційний тиск у системі опалення

,

де P_ел — тиск, створений елеватором, Па.

Е — частка, використаного гравітаційного тиску (для вертикальних однотруб­них систем опалення Е = 1 ; для двотрубних та однотрубних горизонтальних - Е = 0,4);

P_пр — природний циркуляційний тиск, що виникає в наслідок охолодження води в опалюваних приладах

,

де _е — коефіцієнт змінення щільності води, що залежить від різниці темпера­тур (при t_r = 100°С та t₀ = 70°С _е = 0,64кг/м³К );

h_цп – висота розташування центру приладу верхнього поверху над елеватором у однотрубних системах та подвоєна висота розташування приладу першого поверху в дво­трубних.

9.2.4 Витрата теплоносія в стояку

_,

де с - питома теплоємність, кДж/кгК.

Для водяного опалення з елеваторним приєднанням до теплової мережі при, t = (150 — 70)⁰С в залежності від коефіцієнта змішення U, параметрів теплоносія після елеватора, дозволяється приймати наступні величини Р_р:

При t = (95 - 70)°С та U = 2 Р_р = 12000Па .

При t = (105 - 70)°С та U = ІД 17 Р_р = 20000ІІа .

При t = (100-70)°С та U = 1,51 Р_р=16000Па.

При t =(110-70)°С та U = 0,91 Р_р =25000Па.

Коефіцієнт змішення визначають за формулою

,

де - фактична температура гарячої води на вході в опалювальну систему з урахуванням предувімкнення тепловим навантаженням (наприклад, сходинкових повітронагрівачів).

Якщо предувимкнутого теплового навантаження немає, тоді

,

- фактична температура охолодженої води з урахуванням додаткових витрат тепла, яка визначається за формулою

,

- розрахункові температури гарячої та охолодженої води місцевої системи опалення.

- витрата води у системі, яка визначається за формулою

,

де 1,15 – запас на невраховані втрати тепла в розвідних трубопроводах;

- додаткові втрати тепла, Вт( приймається не більш)

,

9.3. Необхідна витрата теплоносія на дільниці

,

де Q_діл — теплове навантаження дільниці, Вт.

9.4 Середнє значення питомих втрат тиску на тертя за довжиною розрахун­кового циркуляційного кільця

,

де l- довжина циркуляційного кільця;

0,65 — доля втрат на тертя в усіх втратах кільця даної схеми;

Р_р – тиск.

9.5 За знайденими значеннями R_сер, G_діл, користуючись таблицями [5, с.212] знаходять діаметр ділянки d, швидкість теплоносія та витрати на тертя в ньому R. Знайдені дані заносять в таблицю.

Діаметр труб треба брати так, щоб швидкість збільшувалась без різких стри­бків з підвищенням G та не перебільшувала дозволених величин [5, табл.3].

9.6 Користуючись аксонометричною схемою та таблицею ([5, с.258] визна­чають суму коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці £ та витрати тиску на місцеві опори Z [5, с.235].

9.7 Наприкінці гідравлічного розрахунку необхідно перевірить його вірність

,

де — втрати тиску на ділянках, що розраховується.

При однотрубних системах опалення з нижньою розвідкою втрати тиску в основному циркуляційному кільці повинні бути менші Р_р на 10%. Таким чином, А по­винна дорівнювати для горизонтальних систем

,

для однотрубних систем з верхньою розвідкою

9.8 Результати розрахунку потрібно занести до таблиці, які надано в додатку Послідовність заповненнятаблиці:

в першій графі записують номери розрахункових ділянок;

в другій - теплові навантаження на відповідній ділянці в Вт;

в третій — кількість води в кг/год, що походить через ділянку, або теплове навантаження в Вт при перепаді температур

в четвертій - довжину відповідної розрахункової ділянки в м;

в п'ятій – діаметр трубопроводу розрахункової ділянки в мм;

в шостій - швидкості руху теплоносія на розрахунковій ділянці в м/с,

в сьомій - втрату тиску на тертя на 1 м довжини розрахункової ділянки в Па/м;

в восьмій - втрату тиску на тертя на всій розрахунковій ділянці, що є результатом множення втрати тиску на одному метрі розрахункової ділянки на довжину розрахункової ділянки;

в дев'ятій - суму одиниць місцевих опорів на кожній розрахунковій ділянці;

в десятій - втрату тиску на подолання місцевих опорів в Па на кожній розрахунковій ділянці.

Дані граф 5,6. та 7 отримують за таблицями для розрахунку трубопроводів водяного опалення [5, стр.212-223]. Дані графи 10 отримують за таблицею [5, с.235-238; табл. 3].

Дані граф 8 та 10 сумують для отримання загальних втрат тиску. Отриманий результат не повинен перевищувати 90% циркуляційного тиску, який розподіляємо.

Таким чином, при розрахунку повинно бути передбачено запас тиску до 15 % на подолання непередбачених місцевих опорів, які можуть з'явитися при монтажі.

Якщо розрахунок не задовольняє вимоги, тоді є сумарні втрати тиску на подо­лання опорів тертя і втрати тиску на подолання місцевих опорів перевищують тиск, який розподіляємо або, навпаки, втрати тиску значно менше 85% напору, який розподіляємо, то розрахунок потрібно повторити, зменшуючи чи збільшуючи діаметри труб розрахункових ділянок.