Гидравлический расчет системы отопления

Согласно табл. 2.1., плана подвала, верхнего этажа и первого этажа и указаний п. 2.1. - п. 2.5. выбирается главное циркуляционное кольцо. Вычерчивается аксонометрическая схема главного циркуляционного кольца (М 1:100), которое разбивается на расчетные участки. Каждый участок характеризуется расходом теплоносителя и диаметром трубопровода. Вместе с номером указывается его тепловая нагрузка (Вт) и длина (м). У конвекторов тепловая нагрузка пишется сверху.

В качестве первого участка выбирается последний от узла ввода стояк. Он начинается в месте ответвления от подающей магистрали последнего стояка и кончается в точке слияния с ним на обратной магистрали.

Расход теплоносителя на участке:

 = 3,6 ´Q / c ´ (tг - t0)

где Q - тепловая нагрузка на участке, Вт;

с - удельная теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(Вт ´ 0С);

tг, t0- температуры горячей и обратной воды, °С.

Диаметр трубопровода на участке определяется по табл. 6 [3] в зависимости от величины G и ориентировочного значения удельных потерь на трение Rор., Па/м:

где DРр - расчетное располагаемое давление в системе отопления, Па,

DРр = Рн + РЕ,

где Рн - давление, развиваемое циркуляционным насосом в теплосети, Па;

РЕ - естественное давление от охлаждения воды в системе отопления, Па.

РЕ = Рпр.+ Ртр

где Рпр. - давление от охлаждения воды в приборах, Па,

Рпр. = (3,6 ´ b ´ g / c ´ G) ´ S (Qп ´ hп)

где b - среднее увеличение объемной массы воды при уменьшении ее температуры на 10С, кг/(м3 ´ 0С)

g - 9,8 м/с2;

Qп - тепловая нагрузка отопительного прибора n-ого уровня, Вт;

hп - высота между центром охлаждения отопительного прибора n-ого уровня и уровнем обратной магистрали теплосети в узле ввода, м.

Рпр. = (3,6 ´ 0,64 ´ 9,8 / 4,19 ´ 229) ´ (1060 ´ 20,68 + 930 ´ 17,68 + 930 ´ 14,68 + 930 ´ 11,68 + 930 ´ 8,68 + 930 ´ 5,68 + 1020 ´ 2,68) = 1895 Па

Ртр. - давление от охлаждения воды в трубах, Па.

Ртр= 1,57 х ln х nэт2,74

ln- расстояние по подающей магистрали от главного стояка до вертикальной части расчетного, м.

n- показатель степени (для одноэтажного здания равен 0,2, для каждого последующего этажа уменьшается на 0,02)

Ртр= 1.57 х 54,40.08 х 72.74=448 Па

РЕ= Рпр. + Ртр= 1895+448=2343 Па

DРр = 13000 + 2343 = 15343 Па.

Rср = (0,65*Рр)/∑l

,65- коэффициент учитывающий долю потерь давления на трение.

∑l- общая длина главного циркуляционного участка, м.

Rср= (0,65*15343)/171,9=58 Па/м

По известной величине G и Rст по табл. 6 подбираем диаметр стояка, определяя при этом фактические потери давления на трение Rф и скорость воды w.

Для определения потерь давления в местных сопротивлениях Z для каждого участка составляется перечень местных сопротивлений и в зависимости от величины dу по табл. 7 [3] находятся значения z.

1. Рассчитываем характеристики сопротивления 1-го участка,d=25мм

местные сопротивления:

отвода на 90°                             x=0,5х22=11

вентиль обыкновенный             x=1х9,3=9,3

кран пробковый               x=1х1,5=1,5

конвекторов «Комфорт-20»     x=7х14,4=100,8

воздухосборник               x=1х1,5=1,5

åx=124,1

Величина Z находится по табл.10 [3] или по формуле

 = Sz ´ ((r ´ w2) / 2)

где r - плотность воды, кг/м3; w - скорость воды, м/с2. Z =792,32 Па. Затем находится величина общих потерь давления на участке S (R ´ l + Z).

Определяем потери давления на трение:

Rф х l= 30,5х10=305 Па

Суммарные потери давления на трения составляют:

S (R ´ l + Z)1уч.= 792,32+305=1097 Па, что не удовлетворяет устойчивости стояка, поскольку

S (R ´ l + Z) / DРр= 1097/15343=0,07<0,7

Следовательно необходимо создать дополнительное сопротивление, для этого ставим дроссель-шайбу диаметром dш, мм

dш=3,57

где Gст -расход теплоносителя в стояке, кг/ч;

DРизб - разность давлений, равная 0,85Рр-Рст,Па

dш=3,57 =5,16 мм ≈6 мм.

Таким образом фактическое сопротивление стояка 1 равно 0,85хРр=13041,55 Па. Суммируем это сопротивление с потерями давления на остальных участках кольца получаем

Р=å(Rl+Z)=14558,9 Па,

что составляет 0,95 Рр, что допустимо.