Гидравлический расчет системы отопления.

Гидравлический расчет системы сводится к определению диаметров всех трубопроводов, при которых, используя располагаемое давление, можно обеспечить затекание на каждый участок, в стояк и прибор необ­ходимого количества теплоносителя.

Прежде чем приступить к расчету, следует вычертить аксонометрическую схему системы отепления с установкой всей необходимой арматуры (вентилей, кранов к т.д.) и стояка с приборами расчетного циркуляци­онного кольца. Для расчета необходимо выбрать наиболее загруженное кольцо (от элеваторного узла черев подающую магистраль, стояк и обратную магистраль к элеватору) следует разделить на участки с неизменным расходом теплоносителя и постоянным диаметром и участки пронумеровать. Все горячие трубопроводы изображаются на схеме сплошной линией, об­ратные - пунктиром (рис.15).

Расчет предлагается проводить по методу характеристик сопротивления. При этом расчет сводится к суммированию гидравлических потерь на всех участках системы.

Метод характеристик сопротивления определяет гидравлические поте­ри (Δ ρ, кг/м²) на участке трубопровода из соотношения [15]

Δ ρ i = Si •Gi² (12)

где S_i - характеристика сопротивления (или гидравлическая постоянная) участка трубопровода, , равная потере давления в нем при расходе теплоносителя 1 кг/ч.

G_i - расход теплоносителя yа участке, кг/ч.

Величина S_i для каждого участка включает потери давления на трение (линейные потери) и потери в местных сопротивлениях

, (13)

Q_СТΔ

Рис.15. Схема расчетного циркуляционного кольца: 1 - расчётный стояк; 2 –промежуточные стояки; 3 - магистральные трубопроводы; 4 - узел управления.

где S_ПМ - удельная характеристика сопротивления, учитывающая потери давления на трение на I погонный метр трубопровода ;

S_ПМ - характеристика сопротивления для всего участка ;

- длина отдельного участка, м;

- суммарная характеристика сопротивления, учитывающая все местные сопротивления на участке (узлы, вентили, повороты, тройники и т.д.) (табл.14, 15).

Рис.16. Схема теплофикационного узла: 1 - горячая магистраль (от теплосети); 2 - обратная магистраль (в теплосеть); 3 - задвижка (при d≥ 50 мм); 4 - грязевик; 5 -манометр; 6 - термометр; 7 - элеватор; 8 - перемычка для подмешивания; 9 - обратный клапан; 10 - водомер; 11 - регулятор расхода воды; 12 - клапан подпора; 13 - подающая магистраль; 14 - обратная магист­раль (из системы отопления).

Расчет стояка проводить, как одного участка, включающего в себя этажестояки, узлы присоединения, подводящие и отводящие трубопроводы, арматуру. Тогда гидравлические потери для всего стояка будут:

Δ Р_СТ = (14)

где - полная характеристика сопротивления стояка, равная сумме характеристик отдельных узлов стояка (табл. 14, 15).

- расход теплоносителя в стояке, кг/ч.

Порядок выполнения гидравлического расчета:

1. По тепловой нагрузке выбирается самый нагруженный стояк и опре­деляется расход теплоносителя для каждого участка.
2. Вычерчивается аксонометрическая схема расчетного кольца и про­ставляются для каждого участка размеры и расхода теплоносителя (рис.15).
3. По табл.13 предварительно выбираются диаметры трубопроводов стояка и магистралей.
4. Определяется гидравлическое сопротивление расчетного стояка по формуле (14), местное сопротивление (типа тройника) установленное на границе двух участков, откосить к участку с большим расходом воды.
5. По условиям гидравлической устойчивости вертикального стояка однотрубных систем требуемые потери давления в стояке Δ Рст должны составлять 80-90% от величины располагаемой разности давленая Δ Рр на входе в систему отопления (от элеватора)

Δ Рст = (0, 8-0, 9) Δ Рр

Если величина Δ Рст отличается от Δ Рст , необходимо изменить сопротивление стояка, увеличивая или уменьшая диаметры участков стояка.

В расчете рекомендуется для зданий с числом этажей 3-5 принять [16]

Δ Рр = 800 - 1200 кг/м².

1. После расчета стояка приступить к расчету магистральных трубо­проводов, разделенных на отдельные участки. При этом начинать реко­мендуется с первого участка от элеватора по ходу воды. Участия рекомендуется обозначать 0-1, 1-2, 2-3 и т.д. до стояка, а затем в обратной последовательности от стояка до элеватора 3-2, 2-1, 1-0. Расчет каждого участка проводить по формуле (13). Достаточ­но рассчитать участка на подающей магистрали и принять потери на смежных участках обратной магистрали одинаковыми.
2. Определить потери давления в магистральных трубопроводах

Δ Р_МТ = рi

1. Определить полные потери давления

Δ Р = Δ Р_МТ +Δ Р_СТ

1. Расчет считать законченным, если выполняется условие

Δ Р ≤ Δ Рр

Если это условие не выполняется, надо заменить диаметры трубопроводов на отдельных участках.

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу 12.

Гидравлический расчет системы отопления Таблица 12

Таблица 13