Визначення діаметрів трубопроводів РОЗРАХУНКОВИХ ділянОК системи опалення

Для розподілу теплоносія між опалювальними приладами в системах опалення використовують трубопроводи, виконані із вуглецевої і нержавіючої сталі, міді, різних модифікацій поліетилену, поліпропілену РР, полібутилену РВ, а також багатошарових труб PE-Xс-Al-PE-Xc та ін.

Основними техніко-економічними вимогами при визначенні діаметрів трубопроводів у системах опалення є:

Ø мінімізація експлуатаційних витрат на подолання гідравлічного опору при циркуляції теплоносія в системі та підтримання ефективної роботи автоматичних терморегуляторів;

Ø мінімізація капітальних витрат на трубопроводи і запірно-регулювальну арматуру при будівництві системи.

Для забезпечення надійності циркуляції теплоносія в системі без утворення повітряних пробок з винесенням пузирів повітря із трубопроводів і встановленої арматури мінімальна швидкість руху води, повинна перевищувати 0, 2 - 0, 25 м/с. Разом з тим, малі швидкості руху теплоносія призводять до збільшення діаметрів трубопроводів, арматури і до ряду негативних наслідків:

Ø збільшення матеріалоємності (металоємності) системи;

Ø збільшення вартості системи опалення;

Ø збільшення кількості (об’єму) теплоносія в системі;

Ø зниження швидкодіїсистеми (збільшення теплової інерції).

Для забезпечення мінімізації капітальних витрат діаметри трубопроводів і арматури повинні бути найменшими, але такими, що не призводять до появи у трубопроводах і запірно-регулювальній арматурі гідравлічних шумів, які виникають при швидкостях руху теплоносія 0, 8-1, 5 м/с.

Як показує досвід будівництва і експлуатації систем опалення, а також зіставлення капітальних і експлуатаційних витрат, оптимальна область значень швидкостей руху теплоносія перебуває в межах 0, 4...0, 7 м/с. При цьому для найбільш поширених діаметрів d_у = 15-25 мм питомі втрати тиску будуть становити 57...380 Па/м для полімерних трубопроводів і 100...650 Па/м для сталевих водогазопровідних труб.

Враховуючи більш високу вартість трубопроводів з полімерних матеріалів, доцільно дотримуватися більш високих швидкостей руху теплоносія в них для запобігання збільшення капіталовкладень при будівництві. При цьому експлуатаційні витрати (гідравлічні втрати тиску) у трубах з полімерних матеріалів у порівнянні зі сталевими трубами, при однаковій швидкості теплоносія, будуть менші завдяки значно більш низькій величині коефіцієнта гідравлічного тертя.

Для швидкого визначення орієнтовного значення внутрішнього діаметра трубопроводу d_вн на розрахунковій ділянці системи опалення при відомому тепловому потоці, що транспортується теплоносієм, і різниці його температури в подавальному і зворотному трубопроводах Δ t_co = 20^о С зручно користуватися таблицею 3.1.

На підставі попередньо визначеного внутрішнього діаметра трубопроводу уточнюють відповідний діаметр умовного проходу d_y для металевих труб або зовнішній діаметр і товщину стінки труби d_н× s для полімерних (металополімерних) трубопроводів.

Усі труби промислового виробництва, які застосовують у системах опалення можна розділити на дві групи (таблиця 3.2): металеві і неметалеві. Різні типи труб мають різні механічні, гідравлічні і експлуатаційні характеристики, що виявляють різний вплив на процеси гідродинаміки і розподілу теплових потоків у системі опалення.

Головні відмінні характеристики металевих труб - механічна міцність, порівняно незначний коефіцієнт лінійного подовження; неметалевих – висока корозійна стійкість та довговічність.

Визначення питомих гідравлічних характеристик трубопроводів (таблиця 4.1) здійснюється для відповідних діаметрів при вибраному типі труби, що буде змонтована на розрахунковій ділянці.

Таблиця 3.1