4 Гидравлический расчет системы отопления

При проектировании систем отопления необходимо обеспечить температуру и равномерное нагревание воздуха помещения, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта отопительных приборов, которые следует размещать под световыми проемами. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового проёма. В угловых помещениях отопительные приборы следует размещать у обеих наружных стен.

Магистрали системы отопления прокладывают на чердаках и в подвальных помещениях.

На магистралях, стояках и подводках следует предусматривать регулирующую арматуру (вентили, задвижки, краны и т.д.)

Тепловую изоляцию следует применять для трубопроводов (магистралей) систем отопления, прокладываемых в отапливаемых помещениях, в местах, где возможно замерзание теплоносителя.

Удаление воздуха из систем отопления следует производить в верхних точках системы отопления. В системах водяного отопления для спуска воздуха необходимо предусмотреть проточные воздухосборники или краны конструкции Маевского.

Задача гидравлического расчета состоит в обоснованном выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. При этом должна быть гарантирована подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок отопительных приборов. Правильный выбор диаметров труб обусловливает экономию металла.

4.1. Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца

1) На основании расчета теплопотерь на аксонометрической схеме наносят тепловые нагрузки отопительных приборов и стояков.

2) Главное циркуляционное кольцо выбираем через самый удаленный от теплового пункта и наиболее нагруженный стояк.

3) Выбранное циркуляционное кольцо разбиваем на участки по ходу движения теплоносителя, начиная от теплового пункта.

За расчетный участок принимают отрезок трубопровода с постоянным расходом теплоносителя. Для каждого расчетного участка надо указать порядковый номер, длину l, тепловую нагрузку Q участка и диаметр d участка.

Графа 1. Ставится номер участка

Графа 2. Определяем тепловые нагрузки на участках:

1участок .

2 участок

3участок

4 участок

5 участок

6 участок

7 участок

8 участок

9 участок

10 участок

11 участок

Графа 3. Определяем расход теплоносителя на участках по формуле:

, (4.1)

где - тепловая нагрузка участка, Вт;

и - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещение ( =1,02; =1,04);

- удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг^оС);

и - соответственно температура подающей и обратной воды ( =95^оС; =70^оС);

Значение расхода теплоносителя приведены ниже ( в таблице 4.2).

Графа 4. Длина участка определяется по аксонометрической схеме в масштабе.

Графа 5. Согласно таблицам задаемся диаметром d:

1уч.,2уч.,10уч.,11уч.-d=32мм; 3уч.,9уч.-d=25мм;

4уч.,5уч.,7уч.,8уч.-d=20мм; 6уч.,– d=15мм;

Графы 6 ,7. Зная расход G и диаметр d определяем удельное сопротивление на трение R, Па/м, и скорость движения теплоносителя v, м/с.

Графа 8. Рассчитываем значение коэффициентов местных сопротивлений на участках главного циркуляционного кольца. Данные заносим в таблицу 2.

Графа 9. Определяем потери давления на трение, перемножая графы 4 и 6.

Графа 10. Зная значения и скорости движения воды v, по [1,прил.4] определяем потери на местные сопротивления Z.

Графа 11. Складывая потери давления на трение и потери давления на местные сопротивления получаем полные потери давления на каждом участке.

После гидравлического расчета главного циркуляционного кольца должно выполняться условие:

, (4.2)

; .

Ошибка составляет , что соответствует условию.

Таблица 4.1 - Значения коэффициентов местных сопротивлений

№ участка	Вид арматуры	Диаметр	Коэффициент местных сопротивлений ξ
1 участок	вентиль	40	8
			8
2 участок	тройник на ответвление	32	1,5
	2 отвода гнутых под углом 90 о	32	0,5
			2,5
3 участок	тройник на ответвление	25	1,5
	вентиль	25	9
			10,5
4 участок	тройник проходной	20	1
	отвод под углом 90о	20	0,6
			1,6
5 участок	тройник проходной	20	1
	отвод гнутый под углом 90о	20	0,6
			1,6
6 участок	2 тройника проходных	15	2
	6 отводов гнутых под углом 90о	15	4,8
	2 тройника на ответвление	15	3
	Отопительный прибор	15	1,3
			11,1
7 участок	Отвод гнутый под углом 90 о	20	0,6
			0,6
8 участок	тройник проходной	20	1
	отвод гнутый под углом 90о	20	0,6
			1,6
9 участок	Тройник на ответвление	25	1,5
	вентиль	25	9
			10,5
10 участок	тройник на ответвление	32	1,5
	2 отвода гнутых под углом 90 о	32	1
			2,5
11 участок	вентиль	40	8
			8,0

Таблица 4.2 - Ведомость гидравлического расчета
Номер участка	Тепловая нагрузка на участке Qуч, Вт	Расход воды на участке Gбуч, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр участка d, мм	Удельное сопротивление на Rтрения, Па/м		Скорость теплоносителя v, м/с	Сумма коэффициентов местных сопротивления на участке ∑ξ	Потеря давления на трение на участке Rl, Па/м	Потери давления на местные сопротивления z, Па		Суммарные потери давления (Rl+z)
1	2	3	4	5	6		7	8	9	10		11
Главное циркуляционное кольцо
1	58256	2125	1,5	40	70	0,445		8	105	323,2	428,2
2	28774	1049,8	18	32	38	0,285		2,5	684	99,5	783,5
3	14578	531,85	0,7	25	40	0,042		10,5	28	8,925	36,93
4	11920	434,9	5,7	20	100	0,33		1,6	570	69,8	649,8
5	8782	320,4	6,4	20	55	0,241		1,6	352	45,44	397,44
6	4548	165,9	16	15	70	0,233		11,1	1120	268,62	1388,62
7	8782	320,4	6,4	20	55	0,241		0,6	352	17,04	369,04
8	11920	434,9	5,7	20	100	0,33		1,5	570	79,8	649,8
9	14578	531,85	0,7	25	40	0,042		10,5	28	8,925	36,93
10	28774	1049,8	18	32	38	0,285		2,5	684	99,5	783,5
11	58256	2125	1,5	40	70	0,445		8	105	323,2	428,2
∑											5356
Малое циркуляционное кольцо
12	4334	157,49	16	15	65	0,214		10,3	1040	222,3		1262,3
∑												4590