Определение тепловой мощности системы отопления
Тепловая мощность системы отопления, равная теплопотерям, которые должны компенсироваться системой отопления, должны определяться исходя из условия теплового баланса по каждому помещению и по приложениям 9,10 [3].
В целях уменьшения объема расчетов, возможно применение упрощенной методики приведенной в § 20 [4]. По этой методике ориентировочные удельные потери тепла отдельными помещениями могут быть определены по следующей формуле:
Qс.о.= qуд b Vн ( t - t ) a ,
где Vн - строительный объем помещения по наружному обмеру, м3;
t - температура воздуха в отапливаемом помещении;
t - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода по параметрам Б;
qуд - справочная величина удельной тепловой характеристики здания, Вт/(м3· К), прил. 2 [4];
b - поправочный коэффициент, учитывающий планировочное расположение помещения, табл. 5.4 [4];
a - коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий, прил. 2 [4].
Расчеты сводят в таблицу3.1.
Таблица 3.1. Потери тепла помещениями.
| № пом. | Назначение | t , 0 С | Vн, м3 | qуд, Вт/(м3· К) | ( t - t ), 0 С | b | a | Qпом, Вт |
| ... | ||||||||
| ... | ||||||||
| ЛК |
S Qс.о = S Qпом
Нумеровать помещения следует, начиная с 101 для помещений первого этажа и 201 для помещений второго этажа. Коридоры и санузлы нумеровать не следует, их площадь должна быть приплюсована к ближайшему помещению.
3.2. Гидравлический расчет системы отопления
Обоснование принятой системы отопления
Система отопления – совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты, необходимой для поддержания температуры на заданном уровне.
Для индивидуальной застройки и для небольших зданий рекомендуется принимать индивидуальную систему отопления. В качестве источника теплоснабжения рекомендуется установить малометражный котел, который может быть расположен в подвале, на чердаке или в специально отведенном помещении в зависимости от разводки системы отопления. Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса, устанавливаемого на обратном трубопроводе перед котлом. В зданиях до четырех этажей рекомендуется применять двухтрубную систему отопления. Разводка системы отопления задается заданием на проектирование, либо оговаривается с преподавателем. Для удаления воздуха из системы отопления устанавливаем воздухосборник или воздушные краны, для вмещения объема воды, получаемого вследствие ее расширения при нагреве, устанавливаем расширительный бак
Параметры теплоносителя в системе отопления принимаются для водогазопроводных, медных и металлопластиковых труб и - для пластиковых.
В системе отопления необходимо предусмотреть установку следующей арматуры: отключающей (например, краны, вентили) и водоспускной – перед котлом, для отключения отдельных ветвей системы и в зданиях свыше 4-х этажей для отключения стояков; регулирующей и отключающей (например, терморегуляторы, клапаны RLV, краны) перед отопительным прибором. Следует учитывать, что некоторая арматура имеет несколько функций, например клапан RLV – регулирующую и отключающую, клапан MSV – отключающую и водоспускную.
Принятая конструкция системы отопления должна быть представлена аксонометрической схемой в пояснительной записке. На аксонометрической схеме должны быть изображены все повороты, скобы, утки, необходимая арматура, должны быть указаны номера рассчитываемых участков, их длина и тепловая нагрузка. Аксонометрическая схема является основой для гидравлического расчета трубопроводов.
Расчетным участком называется участок трубопровода постоянного диаметра с постоянным расходом теплоносителя. Исключение составляют стояки вертикальных однотрубных систем, где на расчетном участке могут быть трубы разного диаметра.
Циркуляционное кольцо - это замкнутый контур в системе отопления. Количество циркуляционных колец в двухтрубной системе отопления равно числу отопительных приборов.
Целью гидравлического расчета трубопроводов системы отопления является определение оптимальных диаметров труб, при которых обеспечивается устойчивая и надежная доставка расчетного количества теплоносителя ко всем отопительным приборам, а также определение данных для подбора оборудования системы отопления (котла, насоса…).
Задача гидравлического расчета сводится к выбору оптимальных диаметров на всех участках сети и определения потерь давления главного циркуляционного кольца, разность гидравлических сопротивлений необщих участков главного циркуляционного кольца и необщих участков остальных колец не должна превышать 15 % .
Гидравлический расчет трубопроводов производится в следующем порядке:
1) Определяется главное циркуляционное кольцо. Это кольцо проходит через наиболее удаленный отопительный прибор первого этажа и является самым нагруженным во всей системе. Главное кольцо разбивается на расчетные участки, начиная с обратной подводки наиболее неблагоприятно расположенного отопительного прибора по обратным трубопроводам до котла и далее по подающим трубопроводам до расчетного прибора.
2) Для каждого участка расчетного кольца определяется расход теплоносителя,:
, кг/ч
где - суммарная тепловая мощность отопительных приборов, подсоединенных к i-му участку трубопровода, Вт;
- удельная массовая теплоемкость воды ( = 4,187 кДж/(кг·К)).
- параметры теплоносителя в системе отопления, 0С.
3) Для каждого расчетного участка главного циркуляционного кольца, ориентируясь по приложению 6 [5] находится заданный расход теплоносителя и определяется соответствующее ему значение диаметра трубопровода , скорости движения теплоносителя и фактическое значение удельной потери давления на трение , при этом желательно, чтобы удельные потери давления на участке не превышали 100 Па/м.
4) Вычисляется расчетная потеря давления на трение на участке, равная произведению .
5) По каждому расчетному участку главного циркуляционного кольца по приложению 5 [5] определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений .
6) По скорости движения теплоносителя по приложению 7 [5] находится значение динамического давления:
.
7) Произведение определяет потери давления на местные сопротивления на рассчитываемом участке.
8) По каждому расчетному участку вычисляется полная потеря давления:
.
9) Определяется полная потеря давления в главном циркуляционном кольце:
+ ΔРоб
Где ΔРоб – потери давления в оборудовании – тепловых счетчиках, терморегуляторах, фильтрах. Если нет технических данных потери давления в терморегуляторах принимаются равными потерям давления на регулируемых участках трудопровода ( если регулирующие клапаны в системе не установлены потери давления в терморегуляторе принимаются равными потерям в системе отопления ).
Рассчитанное таким образом главное циркуляционное кольцо принимается в дальнейших расчетах за опорное для гидравлической увязки всех остальных колец системы. Для каждого циркуляционного кольца есть точки, общие с главным циркуляционным кольцом, где происходит деление или слияние потоков. Задача дальнейшего расчета состоит в подборе диаметров участков полуколец таким образом, чтобы гидравлические потери в них были равны уже подсчитанным потерям давления между общими точками на участках главного циркуляционного кольца.
Расчет малых полуколец производится аналогично расчету главного циркуляционного кольца. Величина невязки в полукольцах определяется по формуле:
,
где – потеря давления в главном полукольце, равная потере давления на участках, не общих с малым полукольцом, Па;
– потеря давления в малом полукольце, Па.
Если по расчету невязка получилась больше 15%, в нижней части стояка малого полукольца необходимо установить дополнительное местное сопротивление (кран двойной регулировки или дроссельную диафрагму).
Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы рассчитывают по формуле:
, мм.
Диаметр отверстия шайбы округляют до 0,5 мм в ближайшую сторону. Для уменьшения возможности засорения отверстия диаметр шайбы принимают не меньше 3 мм. В качестве деликатной дроссельной шайбы можно устанавливать клапан MSV-Ι.
При выполнении гидравлического расчета необходимо следить, чтобы скорости движения воды не превышали предельно допустимых значений (из условия бесшумной работы системы отопления), приведенных в ?????.
Расчетные данные гидравлического расчета сводятся в таблицу.
Таблица 3.2. Гидравлический расчет системы отопления.
| Номер участка | , Вт | , кг/ч | , м | , мм | , м/с | , Па/м | , Па | , Па | , Па | , Па | |