4.2.8.1 Методика расчета трубопроводов системы отопления с постоянными перепадами температур воды в стояках по удельным потерям давления при зависимом присоединении к тепловой сети.
Рассмотрим методику расчета на примере упрощенной однотрубной системы с верхней разводкой (рис.1). В двухтрубной системе на стояке будет несколько расчетных участков. Схема вычерчена без масштаба, отопительные приборы условно не нанесены, арматура показана только в тепловом пункте.
Рис. 1. Схема главного циркуляционного кольца однотрубной системы отопления с верхней разводкой
Расчет выполняют в следующей последовательности и сводят табл. 8:
1. По формуле (10) с учетом формулы (11) и прил.1 определяют располагаемый перепад давлений (Рр).
2. Из предположения о равномерном законе падения давления на участках (R1=R2=…=Rn) определяют среднее (ориентировочное) значение удельных потерь давления вследствие трения о стенки трубы на участках главного циркуляционного кольца:
,
(12)
где 0,9 – коэффициент, введенный с учетом требования, чтобы фактические потери давления были на 10 % меньше располагаемого перепада давлений;
- коэффициент, учитывающий долю потерь давления на преодоление сопротивлений трения от общего располагаемого перепада давлений в системе:
=0,5
– для систем с естественной циркуляцией,
=0,65
- для систем с искусственной циркуляцией;
-
сумма длин участков главного циркуляционного
кольца, в схеме рис. 1, это участки 1-8.
3. Определяют расход воды (G, кг/ч) на участках по формуле
,
(13)
где С – теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кгК);
1 - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины [5];
2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений [5].
Расход воды на участке 8 определяется по формуле
,
(14)
где GТ.С – расход воды из тепловой сети, кг/ч.
4. По Rср и , пользуясь прил. II.I [10] подбирают диаметры трубопроводов участков таким образом, чтобы фактическое значение минимально отличалось от Rср, а скорость движения воды не превышала допустимого значения. При подборе диаметров необходимо также стремиться к тому, чтобы скорость движения воды плавно снижалась по мере уменьшения тепловых нагрузок и наоборот, а потери давления в последнем стояке составляли не менее 70 % от общих потерь в циркуляционном кольце без учета общих участков.
5.
Потери давления на трение на участке
определяют умножением R
на
.
6. По значению скорости , пользуясь [10], находят потери давления на местные сопротивления Z.
7. По аксонометрической схеме и прил. II.11 [10] находят коэффициенты местных сопротивлений участков (заполняют табл. 9). Местное сопротивление на границе двух участков относят к участку с меньшим расходом. Если в местном сопротивлении поток на своем пути резко меняет сечение, то потери давления рассчитываются при динамическом давлении в меньшем сечении. При использовании в расчетах приведенных коэффициентов местных сопротивлений (пр) из общей длины стояка необходимо вычесть длину этажестояков.
8. Потери давления в местных сопротивлениях участка рассчитываются по формуле z = Р.
9.
Определяют потери давления на участке
(
+ z
), Па.
Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца считается законченным, когда запас перепада давлений составит
,
(15)
Запас перепада давлений необходим для преодоления неучтенных в расчете гидравлических сопротивлений.
Таблица 8
Гидравлический расчет системы отопления
Номер уч-ка |
Q, Вт |
G, кг/ч |
, м |
d , мм |
R , Па/м |
, м/с |
, Па |
Р , Па |
|
Z , Место для формулы.Па |
Па |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
Qзд
|
G1
|
1
|
d 1
|
R 1
|
1
|
1
|
Р 1
|
1 |
Z 1
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Qзд
|
G7
|
7
|
d 7
|
R 7
|
7
|
7 |
Р 7
|
7 |
Z 7 |
7
|
8 |
-
|
G8 |
8 |
d 8 |
R 8
|
8
|
8 |
Р 8 |
8 |
Z 8
|
8 |
,
1
Таблица 9
Местные сопротивления участков
№ участка |
Наименование местного сопротивления |
ζ |
1 |
2 |
3 |
1 |
|
|
∑ζ |
||
Главное циркуляционное кольцо принимается в качестве опорного для расчета и гидравлической увязки промежуточных стояков главного циркуляционного кольца и остальных, параллельных главному, колец.
Расчет заканчивается, когда невязка (расхождение) не превышает 15% притупиковой и 5% при попутной разводке трубопроводов.
Для
получения допустимой невязки стояк
нередко приходится проектировать из
учаськов двух диаметров. При использовании
минимального диаметра и недопустимой
невязке избыточное циркуляционное
давление 
стояка
гасится дроссельной шайбой диаметром,
мм
,
Если диаметр шайбы получается меньше 3 мм, то для обеспечения надежной работы стояка следует установить 2 шайбы большего диаметра.