Цель гидравлического расчета системы отопления состоит в том, чтобы подобрать отдельные участки системы отопления таким диаметром, который бы обеспечивал расчетный расход теплоносителя и уравновешивал потери давления.

Основное циркуляционное кольцо выбирается через наиболее нагруженный из удаленных стояков.

Расход теплоносителя в системе, ветви или стояке системы отопления определяется по формуле:

(1.15)

где åQ – расчетный тепловой поток, Вт, обеспечиваемый теплоносителем системы ветви или стояка;

с – удельная теплоемкость воды, равная 4.2

Dt – разность температур, °С, теплоносителя на входе и выходе из системы ветви или стояка; в двухтрубной системе Dt = const = 95 – 70 = 25 °С;

В двухтрубной системе отопления расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

DРр = DРн + 0.4 DРе, Па; (1.16)

где DРн – давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе; Па;

DРе – естественное циркуляционное давление, Па:

DРе = DРе. пр + DРе. тр; (1.17)

где DРе. пр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па;

DРе. тр - естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в трубах, Па, так как система с нижней разводкой то величиной DРе. тр. пренебрегаем;

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па определяется по следующей формуле:

DРе. пр = b g h1 (tг- tо), (1.18)

где b - среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1 °С, равное 0.64 кг/(м3°С);

g – ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с2;

h1 – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже и нагревания в системе, м;

tг – температура воды в подающей магистрали, °С;

tо – температура воды в обратной магистрали, °С.

При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления Rср, Па/м, определяемого по формуле:

(1.19)

где ål – общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м;

Считается, что потери давления на трение составляют 65% DРр.

Предварительно вычисляют расход воды на каждом участке. Потери давления на трение и местные сопротивления на участке определяют отдельно по следующей формуле:

(1.20)

где l - коэффициент гидравлического трения, определяется по формуле Альтшуля:

(1.21)

где r - плотность воды, кг/м3;

w - скорость воды, м/с;

V - коэффициент местного сопротивления;

dв – расчетный диаметр трубопровода, м;

lуч – длина расчетного участка, м;

Rlуч – удельные потери давления на трение, Па;

Z – потери давления на местные сопротивления, Па.

Зная величину Rср и расход теплоносителя на участке, по приложению 2 находим условный диаметр трубы и скорость движения воды. Уточняем величину Rр потерь давления на трение и умножая на длину участка получаем потери давления на трение на расчетном участке. Затем определяем на каждом участке сумму коэффициентов местных сопротивлений и рассчитываем потери давления в местных сопротивлениях. Суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца å(RL + Z) сравниваем с величиной расчетного располагаемого давления в системе отопления. Расхождение между ними при тупиковом движении теплоносителя не должно превышать 15 %.

Расчет ответвлений производим аналогично по расчету главного циркуляционного кольца. Для увязки давления в ответвлениях устанавливаем дроссельные шайбы. Диаметр шайбы определяется по формуле:

(1.22)

где dш – диаметр шайбы, мм;

Gст – расход теплоносителя в стояке, кг/ч;

DР – разность давлений, равная (0.85Рр – Рст), Па;

где Рст – расчетное давление в стояке, Па.

В системе отопления жилого дома расчетное циркуляционное кольцо принимается через горизонтальную разводку на 5-ом этаже стояка № 3.

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе составит

DРе. пр = 0.64 · 9.81 · ( 2 ) · (95 - 70) = 315Па.< 10%DРр, пренебрегаем.

Тогда давление создаваемое насосом составит:

DРн = DРр = 15000 Па.

Гидравлический расчет системы отопления сведен в таблицу 1.5, расчетная схема в приложении I.

Перечень коэффициентов местных сопротивлений для главного циркуляционного кольца через стояк №7.

Участок 1.

- отвод 1 шт. z = 0,8;

- вентиль 1 шт. z = 6,7;

Участок 2.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,4;

- отвод 2 шт. z = 0,8;

Участок 3.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,0;

Участок 4.

- тройник на проход 1 шт. z = 2,5;

Участок 5.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,0;

- сужение z = 0,2;

Участок 6.

- тройник на проход 1 шт. z = 2,5;

Участок 7.

- отвод 3 шт. z = 0,8;

- вентиль 1 шт. z = 6,0;

- кран проходной 1 шт. z = 2,6;

Участок 8.

- отвод 3 шт. z = 0,6;

- вентиль 1 шт. z = 6,0;

- кран проходной 1 шт. z = 2,6;

Участок 9.

- тройник на проход 1 шт. z = 3,5;

Участок 10.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,0;

- сужение z = 0,2;

Участок 11.

- тройник на проход 1 шт. z = 3;

Участок 12.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,0;

Участок 13.

- тройник на проход 1 шт. z = 1,2;

- отвод 2 шт. z = 0,8;

Участок 14.

- отвод 1 шт. z = 0,8;

- вентиль 1 шт. z = 4,5;

Коэффициенты местных сопротивлений остальных участков системы отопления жилого дома и гаража определены аналогично.

Общие положения конструирования системы отопления гаража.

Система отопления гаража бифилярная горизонтальная с выпуском воздуха в верхних точках системы и спуском воды из нижних точек. Отопительные приборы – регистры из стальных труб ¯108 и длинной 2м.

Параметры теплоносителя - 95 / 70¼С.