2.4 Определение тепловой мощности системы отопления

После определения удельной тепловой характеристики производится расчёт теплопотерь остальных помещений здания, не вошедших в составленный тепловой баланс. Теплопотери таких помещений определяются по формуле

, (2.9)

где – объём помещений, м .

Q =0.77 ∙43,73 ∙(18-(-24))=1414.23Вт

Аналогично рассчитываются теплопотери в остальных помещениях. Результаты расчета теплопотерь для всех оставшихся помещений заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Теплопотери помещений
№ помещения	Объем помещения, Vпом, м3	Теплопотери помещения Q, Вт
1	2	3
101	37,93	1210,7256
201	34,74	1108,9008
301	37,01	1181,3592
102	63,74	1937,696
202	58,38	1774,752
302	62,21	1891,184
103	38,4	1167,36
203	35,17	1069,168
303	38,1	1158,24
104	46,05	1399,92
204	42,18	1282,272
304	44,95	1366,48
105	69,72	2225,4624
205	63,86	2038,4112
305	68,05	2172,156
109	53,78	1716,6576
209	49,26	1572,3792
309	52,49	1675,4808
		27948,6048

После расчёта потерь теплоты помещениями определяется тепловая нагрузка стояков и тепловая мощность системы отопления. Тепловая нагрузка стояка определяется по формуле

, (2.10)

где – тепловая нагрузка прибора, принимаемая равной теплопотерям помещения, в котором этот прибор установлен, Вт; в случае, когда в помещении установлено несколько приборов, теплопотери делятся поровну на каждый прибор;

n – число отопительных приборов, присоединённых к стояку.

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

Таблица 2.3 - Тепловые нагрузки стояков
№ стояка	Тепловая нагрузка стояка Qст, Вт
1	2571,349597
2	2571,35
3	2440,81
4	2482,26
5	2482,26
6	3500,97
7	5603,63
8	3394,77
9	4048,67
10	2131,94
11	2131,94
12	3445,58
13	2737,42

2.5 Гидравлический расчёт трубопроводов

Целью гидравлического расчета трубопроводов систем отоп­ления является выбор таких сечений теплопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым, при располагаемой разности давлений в системе, обеспечивается пропуск заданного расхода теплоноси­теля.

Располагаемая разность давлений выражает собой ту энергию, которая при движении теплоносителя по трубам может быть из­расходована на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений.

В разветвленных системах теплопроводов участком называют отрезок теплопровода, по которому проходит постоянная масса теплоносителя.

Гидравлическому расчету должна предшествовать подготови­тельная работа: подсчитываются теплопотери каждого отаплива­емого помещения, расставляются отопительные приборы и стояки, намечается место расположения теплового пункта, намечаются места прокладки магистралей, вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления.

Неблагоприятное циркуляционное кольцо служит показателем допускаемого расхода давления по всем остальным кольцам в системе, в нем расходуется максимальное давление на трение и местные сопротивления.

После выбора неблагоприятного циркуляционного кольца оно разбивается на расчетные участки, которые нумеруются, начиная от водонагревателя по расчётному кольцу. Расчетным участком называется отрезок трубопровода, на котором остаются постоянными тепловая нагрузка и диаметр. Участок начинается у одного разветвления и кончается у другого разветвления.

Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле

(2.11)

где – искусственное давление, создаваемое элеватором, Па (10-12кПа);

– давление, возникающее за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

– давление, вызываемое охлаждением воды в теплопроводах, Па принимаемое по рис. П.1 методических указаний, Па;

– коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчётных условиях; для двухтрубных систем 0.4.

Величина естественного давления, возникающего в рассматриваемом кольце от остывания воды в отопительных приборах определяется по формуле:

-для двухтрубной с «опрокинутой» циркуляцией систем

, (2.12)

где – ускорение силы тяжести, ;

– вертикальное расстояние от середины водонагревателя (элеватора) до середины рассматриваемого отопительного прибора, м (см. рисунок 4) м;

, – плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м³.

Рисунок 4 – Расчётная схема двухтрубного стояка при опрокинутой циркуляции.

Плотность воды в зависимости от её температуры определяется по формуле

, (2.13)

где – температура воды, ºС .

,

.

,

.

Зная плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м3, определяем величину естественного давления Δр

Па

Определяем величину располагаемого давления

Па

Определяем тепловую нагрузку участков Q , Вт,

Определяем расход воды на участках G ,кг/ч, определяется по формуле

, (2.14)

Определяем потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле

, (2.15)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, которые определяем в зависимости от видов местных сопротивлений по табл.П.7, методических указаний.

Участок №1 – диаметр 32мм: отвод под 90º – 2, ;

Участок №2 – диаметр 25мм: тройник на ответвлении – 1, ;

Участок №3 – диаметр 20мм: тройник на ответвлении – 1, вентиль обыкновенный – 1, ;

Участок №4 – диаметр 20мм: тройник на проходе – 1, ;

Участок №5 – диаметр 15мм: тройник на проходе – 1, отвод под 45º – 1, ;

Участок №6 – диаметр 15мм: отвод под 45º – 1, отвод под 90º – 2, вентиль обыкновенный – 1, ;

Участок №7 – диаметр 10мм: тройник на проходе – 1 ;

Участок №8 – диаметр 10мм: тройник на проходе – 1, отвод под 90º – 1, кран двойной регулировки – 1, радиатор – 1, тройник на противоход – 1 ;

Участок №9 – диаметр 15мм: отвод под 45º – 1, отвод под 90º – 2, кран проходной пробковый – 1, тройник на проходе – 1 ;

Участок №10 – диаметр 15мм: тройник на проходе – 1, отвод под 45º – 1, ;

Участок №11 – диаметр 20мм: тройник на проходе – 1, ;

Участок №12 – диаметр 20мм: тройник на противоток – 1, кран проходной пробковый – 1, ;

Участок №13 – диаметр 25мм: тройник на противоток – 1, ;

Участок №14 – диаметр 32мм: отвод под 90º – 5, ;

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле

(2.16)

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Результаты гидравлического расчёта сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Гидравлический расчёт трубопроводов
Номер участка	Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт	Расход воды на участке Gуч, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды V, Па/м	Потери давления на трение на 1м длины R, Па/м	Потери давления на трение на участке R*l, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Сумма потерь давления на участке R*lуч+Zуч, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	39542,95	1360,28	3,17	32	0,377	65	206,05	2,00	136,74	342,79
2	18731,03	644,35	5,23	25	0,312	65	339,95	1,50	70,24	410,19
3	11029,09	379,40	2,19	20	0,274	70	153,30	11,50	415,33	568,63
4	8588,28	295,44	3,90	20	0,408	220	858,00	1,00	80,08	938,08
5	6016,93	206,98	4,83	15	0,282	110	531,30	1,80	68,86	600,16
6	3445,58	118,53	7,36	15	0,214	120	883,20	20,80	458,23	1341,43
7	1148,53	39,51	3,05	10	0,181	65	198,25	1,00	15,76	214,01
8	2297,05	79,02	3,05	10	0,181	65	198,25	12,50	197,00	395,25
9	3445,58	118,53	8,11	15	0,214	65	527,15	8,80	193,87	721,02
10	6016,93	206,98	4,83	15	0,282	110	531,30	1,80	68,86	600,16
11	8588,28	295,44	3,90	20	0,408	220	858,00	1,00	80,08	938,08
12	11029,09	379,40	2,19	20	0,274	70	153,30	7,00	252,81	406,11
13	18731,03	644,35	8,21	25	0,312	65	533,65	3,00	140,48	674,13
14	39542,95	1360,28	15,65	32	0,377	65	1017,25	5,00	341,86	1359,11

Суммируя потери давления на трение в местных сопротивлениях, определяем потери давления на участке, а затем, суммируя потери давления на расчётных участках, получают потери давления в кольце, которые должны быть в пределах 90% располагаемого давления

, (2.17)