Система отопления представляет собой разветвлённую сеть теплопроводов, выполняющих важную функцию распределения теплоносителя по отопительным приборам. Целью гидравлического расчёта является определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетным циркуляционном давлением, установленным для данной системы. При движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления на преодоление сопротивления двух видов – трения и местных сопротивлений.

Потери давления на местных сопротивлениях определяют:

,                              (21)

где -сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке теплопровода

    -динамическое давление воды в данном участке теплопровода

    Потери давления на преодоление трения на участке теплопровода с постоянным расходом движущейся среды с изменённым диаметром

,               (22)

где d-диаметр теплопровода, м;

    λ-коэффициент гидравлического трения;

    ω-скорость движения воды в теплопроводе , м/с;

    ρ-плотность движущейся среды, кг/м³;

    R-удельные потери давления, Па/м;

    l-длинна участка теплопровода , м.

    Суммарные потери давления, возникающие при движении воды в теплопроводе циркуляционного кольца, должны быть меньше циркуляционного давления, устанавливаемого для системы. При расчёте главного циркуляционного кольца, рекомендуется предусматривать запас давления на неучтённые сопротивления, но не более 10% расчётного давления.

         (23)

Методика гидравлического расчёта теплопровода системы водяного отопления

    До гидравлического расчёта теплопроводов выполняют аксонометрическую схему системы отопления со всей запорно-регулирующей арматурой. К составлению такой схемы приступают после того, как подсчитана тепловая мощность системы отопления здания; выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения; размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы, падающие и обратные стоки, а на планах чердака и подвала- падающие и обратные магистрали; выбрано место для теплового пункта; размещение приборов воздухоудаления.

    На плане этажей, чердака и подвала подающие и обратные стоки системы отопления должны быть пронумерованы, а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруют все расчётные участки циркуляционных колец, указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка.

    Расчётным участком называют участок теплопровода с неизменным расходом теплоносителя.

    Сумма длин всех расчётных участков составляет величину расчётного циркуляционного кольца

    Выбирают главное циркуляционное кольцо.

    При попутном движении воды наиболее не благоприятным в гидравлическом отношении является кольцо, проходящее через один из средних наиболее нагруженных стояков.

     Расчётное циркуляционное давление:

         (24)

где -циркуляционное давление, создаваемое насосом или элеватором, Па

    Е – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления;

    -давление возникающее за счёт охлаждения воды, в отопительных приборах, давления, вызываемого охлаждением воды в теплопроводах;

    Е =0,4-0,5-для внутренних систем.

    Естественное давление можно не учитывать если оно составляет более 10% давления, создаваемого механическим побуждением.

    При расчёте по методу удельных потерь давления, для предварительного выбора диаметров теплопроводов определяют среднее значение удельного падения давления п главному циркуляционному кольцу

                            (25)

где k-коэффициент учитывающий доля потери давления на местные сопротивления от общей величины расчётного циркуляционного давления; k=0,35-для систем отопле   ния с искусственной циркуляцией;

    Σl-общая длинна расчётного циркуляционного кольца, м;

    ΔPp - расчётное циркуляционное давление, Па.

    Расход воды на расчётных участках

               (26)

где Qу-тепловая нагрузка участка, составляемая из тепловых нагрузок отопительных приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой, Вт;

    С-теплоёмкость воды, кДж;

    (tр-t0) –перепад температур воды в системе,˚С;

    β1,β2 – коэффициенты определяемые по табл. 8,2 и 8,3 [4];

    3,6 – коэф-т перевода Вт в кДж/ч.

    Ориентируясь на полученное значение R_ср и определив кол-во воды G_у, можно с помощью расчётной таблицы (приложение 6[4]) подобрать оптимальные размеры труб расчётного кольца. Результаты заносим в табл (3).

    После расчёта главного циркуляционного кольца рассчитывают параллельные циркуляционные кольца которые состоят из участков главного циркуляционного кольца.

    Проводится увязка потерь давления, т.е. полученные равенства потерь давления на параллельно соединённых исполнительных участках других колец. Согласно СниП невязка потерь давления в циркуляционных кольцах не должна превышать5%.

    Т.к. невязка давлений в главном и второстепенном кольце превышает 5%, то необходимо установить шайбу в основание стояка.

                      (27)

где G-расход воды на участке, кг/ч

    ΔН-перепад потерь давления в полукольцах, Па

Расчёт гидроэлеватора

                  (28)

где Gсм – кол-во воды циркулирующей в системе отопления, кг/ч

    ΣQ-суммарный расход теплоты на отопление, Вт;

    С-теплоёмкость воды, кДж;

    3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч;

    β1,β2 – коэффициенты определяемые по табл. 8,2 и 8,3 [4].

    G _см =534

    Требуемый диаметр горловины:

                           (29)

    =5000- 250=4750

    Диаметр сопла:

                        (30)

где u-коэффициент смещения

                            (31)

где t₁-температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети;

    t_r-температура смешаной воды, поступающей в систему отопления после элеватора.;

    t₀- температура охлаждённой воды.

По диаметру горловины подбираем номер гидроэлеватора пользуясь табл.6

Принимаем гидроэлеватор №1.