4. Гидравлический расчет циркуляционного кольца

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Приступая к гидравлическому расчёту системы отопления, необходимо предварительно выполнить следующее:

1. разместить на планах этажей нагревательные приборы, а также горячие и обратные стояки;

на каждом нагревательном приборе проставить тепловые нагрузки в зависимости от теплопотерь помещений и числа устанавливаемых в них приборов. Пронумеровать стояки.

2)Вычертить аксонометрическую схему трубопроводов отопления, указав расположение запорно-регулирующей арматуры.

3)Определить наиболее невыгодное (основное) циркуляционное кольцо.

4)Обозначить на аксонометрической схеме трубопроводов отопления расчетные участки циркуляционного кольца, указав для каждого участка тепловую нагрузку

Q_уч, Вт (над выносной чертой) и длину, м (под ней.)

5) Изобразить принципиальную схему присоединения системы отопления к внешним тепловым сетям.

1. Находим расчётное циркуляционное давление в кольце.

ΔР_рц = Па

Для систем отопления, подключенных через элеватор:

ΔР_рц = ΔР_э+Е(ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр})

где: ΔР_э - давление, создаваемое элеватором, (Па)

Е- коэффициент =0,4-0,5:

ΔР_{е пр} -естественное дополнительное давление от остывания воды в

приборах, (Па)

ΔР_{е тр-} естественное дополнительное давление от остывания воды в трубах,(Па)

Давление, создаваемое элеватором, определяют в зависимости от коэффициента смешения U и располагаемого давления в трубопроводах тепловой сети на вводе в здание (т.к. последнее не задано), принимаем;

ΔР_э = 1,6×10⁴ Па

При определении суммы ( ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр}) для насосных систем отопления можно также воспользоваться формулой:

ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр} = 1,3n_эт h_эт(t_р-t_о) = 1,3×2×3,5×25 = 227,5Па

где:

n_эт -число этажей в здании.

h_эт- высота одного этажа здания.

Если сумма ΔР_{е пр}+ ΔР_{е тр}< ΔР_е то её не учитывают.

тогда: ΔР_рц = ΔР_э = 1,6×10⁴ , Па

Тепловую нагрузку каждого расчётного участка Q_уч определяют как требуемый тепловой поток теплоносителя G_уч c_w ( t_г-t_о), обеспечивающий теплоотдачу всех присоединённых к нему отопительных приборов. Если расчёт вести от ввода горячей воды в систему, то тепловая нагрузка каждого последующего участка меньше тепловой нагрузки предыдущего на величину отведённого теплового потока, а в обратной линии – больше на величину подведённого теплового потока. Результаты гидравлического расчёта участков циркуляционного кольца сводят в таблицу. Графы 1,2 и 4 заполняют по данным расчётной схемы отопления. В графе 3 указывают расход теплоносителя для каждого участка, кг/ч

G _{у чм}= Q_уч×3600/ c_w × (t_r-t_о)

где: c_w = 4190 Дж/кг К - средняя теплоёмкость воды в интервале температурt_о ÷ t_r

G _{у ч} = (Q_уч×3600)/4190 х (95-70) = Q_уч х 0,034

Для заполнения граф 5,6 и 7 необходимо предварительно определить среднюю для кольца удельную потерю давления на трение, Па/м

R_ср = β×ΔP_рц / ål = 0,65×1,6×10⁴/91,4 = 113,8Па/м

где:

β-коэффициент, учитывающий долю потери давления на преодоление сопротивления трения от расчётного циркуляционного давления в кольце:

β = 0,5 - для двутрубной системы отопления с естественной циркуляцией;

β=0,65- для элеватора.

По таб 12 определяем :

- диаметр труб D (графа5).

- фактическую скорость движения воды на участке w_уч (графа 6).

- фактическую удельную потерю давления на участке R (графа 7).

Потери давления на трение на участке (графа 8) = R_уч× l графы (графы 4×7)

Потери давления в местных сопротивлениях (графа 10)

Z_{у ч}= åx(r_w w²_уч )/2

где: åx- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке (таб 3) (графа 9)

Общие потери давления на участке (графа 11), Па.

å(Rl+z)_уч = 8861 Па

Результаты расчётов предоставлены в виде таблицы. № 3

Сравниваем общие потери давления в кольце å(Rl+z)_уч с расчётным циркуляционным давлением .

В этом кольце ΔР_рц. должно быть выполнено условие:

å(Rl+z)_уч < ΔR_рц

8861 Па £ 16000 Па

Запас давления: ((16000 - 8861)/16000) ×100=44 %

Последовательность вычислений:

1),2) - по данным расчётной схемы отопления . 7) (таб 12)

3) G _уч= Q_уч × 0,034 8) R_уч×l графы (4×7)

4) по данным расчётной схемы отопления 9) таб 3

5) диаметр труб-( D) 10) Z_уч=åx(r_w w²_уч )/2

6) (таб 12) 11) (Rl+z)_уч

Таблица № 3

№ участка	Qуч Вт	G уч кг/ч	l м	D мм	wуч м/с	Rуч Па/м	Rl Па	åx	Z Па	Rl+z Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	39836	1584	9,6	32	0,406	80	768	13,5	1037	1804
2	33912	1187	2,5	32	0,352	60	150	1,5	86,4	236,4
3	30997	1097	5,8	32	0,318	50	290	1,5	72	362
4	28529	901	5,6	32	0,25	32	179	1,5	43,2	222
5	23649	740	7	25	0,369	100	700	3,5	218	918
6	21580	593	4,2	25	0,288	60	252	1,5	57,6	310
7	17567	461	7,5	25	0,226	40	300	3	72	372
8	9541	238	3,5	20	0,183	32	112	1,5	115	227
9	2803	238	3,5	20	0,183	32	112	4	40	152
10	2803	461	7,5	25	0,226	40	300	4	96	396
11	9541	593	4,2	25	0,288	60	252	1,5	69,3	312,3
12	17567	740	7	25	0,369	100	700	3	261	961
13	21580	901	5,6	32	0,25	32	179	1,5	45	224
14	23649	1097	5,8	32	0,318	50	290	3,5	73	363
15	28529	1187	2,5	32	0,352	60	150	1,5	89	203
16	30997	1382	9,6	32	0,406	80	768	1,5	1037	1804
17	33912							1,5
18	39836							13,5

R_Σ = 8861 Па

R_{уч. ср}= 57,2 Па/м

Прямая:

1 участок: вентиль, отвод на 90^о, тройник, отвод на 90^о - 9+1,5+1,5 + 1,5 = 13,5

2 участок: тройник - 1,5

3 участок: тройник - 1,5

4 участок: тройник - 1,5

5 участок: тройник, отвод на 90^о , сужение - 1,5 + 1,5 + 0,5 = 3,5

6 участок: тройник.- 1,5

7 участок: тройник, отвод на 90^о - 1,5 + 1,5 = 3

8 участок: тройник - 1,5

9 участок : тройник, отвод на 90^о , сужение, радиатор – 1,5 + 0,5 + 2 = 4

Обратная:

10 участок: отвод на 90^о , тройник, расширение - 1,5 +1,5 + 1 = 4 11 участок: тройник – 1,5

12 участок: - тройник, отвод на 90^о - 1,5 + 1,5 = 3

13 участок: тройник - 1,5

14 участок: тройник, отвод на 90^о , сужение - 1,5 + 1,5 + 0,5 = 3,5 15 участок: тройник -1,5

16 участок,: тройник -1,5

17 участок: тройник - 1,5

18 участок: вентиль, отвод на 90^о, тройник, отвод на 90^о - 9+1,5+1,5 + 1,5 = 13,5