Гидравлический расчет системы отопления.

Цель гидравлического расчета – определение диаметров расчетных участков по заданным тепловым нагрузкам при условии увязки потерь давления в точках слияния и разделения потоков воды.

Для расчета системы отопления задаемся ориентировочным располагающим давлением P_ор = 10000 – 15000 Па. Принимаем P_ор = 10000 Па.

Определение гидравлического сопротивления ближнего стояка.

Задаемся таким диаметром стояка, замыкающих участков и подводок, при которых в нем будет теряться 60 – 80% от располагаемого давления в системе отопления. Допустимая невязка до 15%.

Для расчета выбираем наиболее нагруженную ветвь системы отопления. Для этого складываем на каждой ветви тепловую нагрузку стояков. Для расчета принимаем ветвь со стояками от 7 до 12.

Расход воды в стояке должен быть больше требуемого минимального расхода воды для принятого диаметра труб подъемной ветви стояка G_ст.>G_min.Для удаления воздуха из нагревательных приборов верхних этажей скорость движения воды в стояках должна быть не менее 0,2 м / с.

Расход воды в стояке определяется по формуле:

где: Q_ст. – тепловая нагрузка стояка, Вт;

∆t_ст. – перепад воды в стояке

С_в – 4,19 кДж / кг · °С, теплоемкость воды.

№ стояка	Тепловая нагрузка стояка Qст Вт	Расход воды в стояке Gст
1 эт.	2-5эт.	6эт.	∑ Qст
					209,64
					209,64
					368,90
					218,33
					368,90
					444,79
					444,79
					368,90
					195,73
					368,90
					211,58
					211,58
					208,96
					208,96
					209,60
					112,58
					209,60
					439,24
					439,24
					209,60
					112,58
					209,60
					207,02
					207,02

Потери давления в стояках определяются по методу характеристик сопротивления. В этом случае потери на местные сопротивления на участках трубопроводов стояка Р_ст., Па, равны:

Гидравлический расчет по методу характеристики сопротивления начинаем с ближайшего 7 – го стояка, задаваясь ориентировочным давлением в нем.

Расход воды в 7-ом стояке равен 444,79 кг/ч.

Ориентировочно задаемся диаметром стояка, замыкающего участка и подводок к приборам с утками принимаем диаметр 20х15х20, так как G_ст10 = 444,79 кг/ч >G_min=170 кг/ч диаметр стояка подходит и обратной циркуляции наблюдаться не будет.

Характеристика сопротивления участка трубопровода стояка S равна потере давления в нем при расходе воды 1 кг / ч, Па / (кг / ч)².

За участок стояка может быть принят укрупненный узел или отрезок трубопровода, как с местными сопротивлениями, так и без них. Значения S×10^ч, Па / (кг / ч)², радиаторных узлов приведены в таблице 3 приложения (Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Отопление»).

Значения характеристик узлов ближайшего 7 - го стояка приведены в таблице.

Узел стояка	Эскиз узла	Диаметр, мм.	Характеристика сопротивления узлов стояка
Стояка	Замы-кающе- гоучас-тка	Подводки	Одного узла	Кол-во	Сумма
Присоединение стояка к подающей магистрали					19,6		19,6
Вертикальный этажестояк					31,2		218,4
Добавка на 1м стояка	L=0,4				0,4 ×5,8		16,24
Перемычка между прибором и стояком верхнего этажа	L=0,8				0,8×5,8		4,64
Прибор верхнего этажа
Добавка на 1м стояка	L=18,6				18,6×5,8		107,88
Присоединение стояка к обратной магистрали					5,5		5,5
Полная характеристика сопротивления стояка Sст, Па / (кг / ч)2	385,26× 10-4
Гидравлическое сопротивление стояка , Па

Гидравлическое сопротивление 7 – го стояка по формуле:

Так как по условию невязка составляет 2,3% условии выполнено.

Далее рассчитываем гидравлическое сопротивления дальнего стояка 12.

Ориентировочно задаемся диаметром стояка, замыкающего участка и подводок к приборам с утками принимаем диаметр 20х15х20, так как G_ст12 = 211,58 кг/ч >G_min=170 кг/ч диаметр стояка подходит и обратной циркуляции наблюдаться не будет. Для уравнивания полуколец необходимо дать запас на расчетные участки 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 16; 17 так как Р_ст12< Р_ст10-∑(R×L+Z)_{1;2;3;4;5;6;7;8;16;17} (

Значения характеристик узлов дальнего 12 - го стояка приведены в таблице.

Узел стояка	Эскиз узла	Диаметр, мм.	Характеристика сопротивления узлов стояка
Сто-яка	Замы-кающе- гоучас-тка	Под-водки	Одного узла	Кол-во	Сумма
Присоединение стояка к подающей магистрали					55,8		55,8
Вертикальный этажестояк					31,2		218,4
Добавка на 1м стояка	L=0,4				0,4 ×5,8		2,32
Перемычка между прибором и стояком верхнего этажа	L=0,8				0,4 ×5,8		4,64
Прибор верхнего этажа
Добавка на 1м стояка	L=18,6				18,6×5,8		107,88
Присоединение стояка к обратной магистрали					18,5		18,5
Полная характеристика сопротивления стояка Sст, Па / (кг / ч)2	420,54× 10-4
Гидравлическое сопротивление стояка , Па

Гидравлическое сопротивление 12 – го стояка по формуле:

Так как по условию невязка составляет 14,89% условии выполнено.

Рассчитываем гидравлическое сопротивление промежуточного 10-го стояка.

Ориентировочно задаемся диаметром стояка, замыкающего участка и подводок к приборам с утками принимаем диаметр 25х20х25, так как G_ст10 = 368,90 кг/ч >G_min=360 кг/ч диаметр стояка подходит и обратной циркуляции наблюдаться не будет. Для уравнивания полуколец необходимо дать запас на расчетные участки 5; 6; 7; 8; 16; 17 так как Р_ст10< Р_ст7- ∑( R×L + Z) _{5; 6; 7; 8; 16; 17}(

Значения характеристик узлов промежуточного 10- го стояка приведены в таблице.

Узел стояка	Эскиз узла	Диаметр, мм.	Характеристика сопротивления узлов стояка
Стояка	Замы-кающе- гоучас-тка	Под-водки	Одного узла	Кол-во	Сумма
Присоединение стояка к подающей магистрали					55,8		55,8
Вертикальный этажестояк					9,3		65,1
Добавка на 1м стояка	L=0,4				0,4 ×1,77		4,956
Перемычка между прибором и стояком верхнегоэт.	L=0,9				0,9×1,77		1,593
Прибор верхнего этажа					4,71		4,71
Добавка на 1м стояка	L=18,6				15,5×1,77		32,92
Присоединение стояка к обратной магистрали					18,5		18,5
Полная характеристика сопротивления стояка Sст, Па / (кг / ч)2	182,97× 10-4
Гидравлическое сопротивление стояка , Па

Гидравлическое сопротивление 10 – го стояка по формуле:

Так как по условию невязка составляет 14,94% условии выполнено.