Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

При проектировании следует расход теплоты системы водяного отопления и расход теплоносителя определять по обязательному приложению 11 (ГОСТ 21.602-79* СПДС. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи.», с. 138). Необходимо также руководствоваться рекомендациями, приведенными в СНиП 2-04.05-86 ( с.17...25, п. 3.25… 3.63).

Разность давления воды в подающем и обратном трубопроводах для циркуляции воды в системе отопления следует определять с учетом давления, возникающего вследствие разности температур воды. Неучтенные потеря циркуляционного давления в системе отопления следует принимать равными 10% от максимальных потерь давления;

- однотрубных системах водяного отопления потери давления в стояках должны составлять не менее 70% общих потерь давления в циркуляционных кольцах (без учета потерь давления в общих участка;

- невязка потерь давления в циркуляционных кольцах (без учета потерь давления в общих участках), недолжна превышать 5% при попутной и 15% при тупиковой разводке трубопроводов;

- трубопроводы систем отопления следует прокладывать открыто; скрытая прокладка должна быть обоснована;

- в системах отопления следует предусматривать устройства для их опорожнения; в зданиях с числом этажей 4 и более на каждом стояке следует предусматривать краны со штуцерами для присоединения гибких шлангов;

- уклоны трубопроводов воды, пара и конденсата следует принимать не менее 0,002; допускается прокладывать трубопроводы без уклона при скорости движения воды вних 0,25 м/с и более;

- отопительные приборы в лестничных клетках следует размещать на первом этаже и присоединять к отдельным ветвям или стоякам систем отопления по однотрубной проточной, схеме;

- запорную арматуру допускается не устанавливать на стояках c числом, этажей три и менее.

До гидравлического расчета необходимо вычертить аксонометричес­кую систему отопления с указанием уклонов, запорной арматуры, воздхоудаления в масштабе 1:100.

На аксонометрической расчетной схеме необходимо указать тепловые нагрузки (то есть количество теплоты, отдаваемое каждым нагревательным прибором) и определить самую нагруженную ветвь; далее следует выбрать расчетное циркуляционное кольцо через самый удаленный от ввода нагревательный прибор наиболее нагруженной ветви.

Затем производится гидравлический расчет одного кольца системы водяного отопления или одной ветви парового отопления (в зависимости от принятой система отопления).

Примера расчетов трубопроводов системы водяного и парового отопления приведены в Справочнике по теплоснабжению и вентиляции. Часть I. Под редакцией Шохина Р.В.- Киев: Будивельник, 1976., с. 92…95, 105…109, 146…190, § 39-48.

Расчет двухтрубных систем отопления следует производить по методу удельных потерь давления, однотрубных – по методу характеристик сопротивления. Особенности этих методов расчета указаны в Богословский ВА и др. Отопление и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1980., с. 148-164.

Результаты расчета следует записать в таблицу 4, форма которой указана ниже.

Рекомендуется следующий порядок заполнения таблицы.

В первой графе записывают номера расчетных участков; во второй – тепловую нагрузку в Вт на соответствующем расчетном участке; в третьей – количество воды в кг/ч, проходящей по участку, или (что то же самое) – тепловую нагрузку в Вт при перепаде температур GУЧ; в четвертой – длину соответствующего расчетного участка в м; в пятой – диаметр трубопровода расчетного участка в мм; в шестой – скорости движения теплоносителя на расчетном участке в м/с; в седьмой - потерю давления на трение на 1 м длины расчетного участка; в восьмой – потерю давления на трение на всем расчетном участке, что является результатом умножения потери давления на одном метре расчетного участка на длину расчетного участка; в девятой - åx - сумму единиц местных сопротивлений на каждом расчетном участке; в десятой – потерю давления на преодоление местных сопротивлений в Па на каждом расчетном участке.

Вычерчиваем принципиальную аксонометрическую схему системы отопления. На схеме указываем тепловые нагрузки на приборах, на стояках и на ответвлениях к стоякам.

За главное циркуляционное кольцо системы при попутном движении воды в подающей и обратной магистралях принимается кольцо через нижний прибор среднего наиболее нагруженного стояка.

Разбиваем главное циркуляционное кольцо на участки. Нагрузку записываем в числитель дроби около номера каждого участка, в знаменателе проставляем длину участка.

Ø Расход воды определяем по тепловой нагрузке и разности температур теплоносителя в системе:

где Q – тепловая нагрузка участка, Вт.

По полученным значениям расхода по приложению определяем ориентировочные диаметры трубопроводов на участках.

Ø Определяем скорости движения теплоносителя на участках по формуле:

где ρ – плотность воды при данной температуре, кг/м3, (см. прил.).

Ø Определяем режим течения теплоносителя и коэффициент гидравлического трения λ:

Определяем число Рейнольца по формуле:

где ν – коэффициент кинематической вязкости жидкости при данной температуре, (см. прил.).

Если 2300 < Re < 10000, то режим течения переходный и λ определяется как:

где kэ – коэффициент шероховатости поверхности, для стальных водогазопроводных труб равен 0,4 мм (см. прил.).

Если Re > 10000, то режим течения турбулентный и λ определяется как:

Ø Определяем потери давления на трение:

где l – длина участка, м.

Ø Определяем потери давления на местные сопротивления:

где Σx - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке трубопроводов, (см. прил.).

Ø Определяем суммарные потери давления на участке и главном циркуляционном кольце:

Система отопления рассчитывается на давление DP = 0,2 атм = 20 КПа. Разница должна составлять не более 5%.

Если при предварительном подборе диаметров это условие не выполняется, необходимо на некоторых участках изменить диаметры. После приступаем к расчету и увязке полуколец через остальные стояки. Невязка не должна превышать 15%.

По этому значению подбираем диаметры участков, добиваясь получения как можно меньшей невязки в потерях давления.

Если и это не помогло , то необходима установка шайбы.

Ø Расчет шайбы производится по формуле:

где Gст – расход теплоносителя на стояке, кг/ч, где будет установлена шайба,

DPш – перепад давления, Па, необходимый для выполнения условия в предыдущем пункте.

Поскольку расчетное число диаметра проходного сечения шайбы получается не целы округляем его до десятых, так как с такой точностью позволяет сделать данное отверстие обычный токарный станок.

 

Таблица 4

Этажи Номер участка Тепловая нагрузка Длина участка (м) Расход теплоносителя Диаметр труб (мм) Диаметр труб (м) Температура Плотность воды Скорость движения теплоносителя Коэф-т Кинематической вязкости воды Рейнольц Коэф-т гидравл. трения λ Переходный Турбулентный Удельные потери давления, R Потери давления на трение, Rl Сумма коэф-ов местных сопротивлений Потери давления в местных сопротивлениях Суммарные потери давления на участке Расчет шайбы

Форма таблицы расчета паропроводов низкого давления почти ничем не отличается от формы, таблицы трубопроводов систему водяного отопления. Различие заключается в отсутствии в нем графа 3, в которой при расчете трубопроводов системы водяного отопления проставляется тепловая нагрузка на расчетном участке при передаче температур в один гра­дус.

return false">ссылка скрыта

При расчете однотрубных систем желательно пользоваться методом характеристик сопротивления. Данный метод подробно изложен на стр. 95 … 101 Богословский ВА и др. Отопление и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1980. Суть его заключается в том, что общая потеря на расчетном участке при неизменном огословский ВА и др. Отопление и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1980. Суть его заключается в том, что общая потеря на расчетном участке при неизменном расходе и диаметре трубы может быть представлена в виде

- характеристика сопротивления трубопроводов, равная потере давления при расходе теплоносителя

- расход воды в ветви или стояке, кг/ч.

Значение характеристики сопротивления S может быть отнесено к отдельному участку или к части сети из нескольких участков, соединенных между собой последовательно или параллельно.

Метод расчета водяного отопления при помощи характеристик сопротивления труб весьма удобен, так как требует минимума вычислительных операций.

Примеры расчета однотрубных систем методом характеристик можно рассмотреть в Богословский ВА и др. Отопление и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1980, с. 146 … 163.

В технико-экономическом расчете необходимо привести сравнение вариантов установки либо нагревательных приборов, либо присоединения системы к тепловым сетям, либо дать конструктивный вариант выбора системы отопления (по усмотрению руководителя).