Расчет двухтрубной системы отопления по удельным потерям давления

Рис.3. 4. Пример аксонометрической схемы двухтрубной системы отопления с нижней разводкой.

Рис.3. 3. Пример аксонометрической схемы двухтрубной системы отопления с верхней разводкой.

Рис. 3.2 Схема стояка двухтрубной системы с верхней разводкой.

Двухтрубная система.

ЦО - центр охлаждения, ЦН - центр нагрева.

Однотрубная система

Рис.3.1 Схемы стояков однотрубной системы с верхней разводкой:а) проточной; б) проточно-регулируемой; в) с замыкающими участками.

При определении DР_е пользуются понятиями центра нагрева (ЦН) и центра охлаждения (ЦО). В качестве центра нагрева принимается ось элеватора, а в качестве центра охлаждения – середина отопительного прибора.

В проточной и проточно-регулируемой системах (рис. 3.1 а, б) условные ЦО размещаются на половине высоты прибора. Для этих случаев естественное циркулярное давление определяется по формуле:

(3.6)

где (3.7)

Q_i - нагрузка i-го отопительного прибора

H_i – расстояние между ЦН и ЦО для данного прибора.

Для систем с замыкающими участками (рис.3.1 в) температура воды изменяется не только в приборах, но и в замыкающих участках. В каждом приборе возникают кроме того циркуляционные кольца и циркуляционные давления.

(3.8)

где r_вх , r_вых - плотность воды на входе и выходе.

В инженерной практике этой величиной можно пренебречь и расчет выполнять как для схем (а) и (б).

Естественное циркуляционное давление для приборов 1-ого этажа определяется по формуле:

(3.9)

где h₁ - расстояние по вертикали от уровня расположения элеватора до центра отопительного прибора 1 этажа, м.

Для приборов 2 этажа:

(3.10)

и т.д.

3.2. Методы гидравлического расчета.
Определение потерь давления в системе отопления

При проведении гидравлического расчета составляется расчетная схема трубопроводов в аксонометрии с соблюдением ЕСКД и ГОСТ 21602-79. На схеме, кроме трубопроводов, наносятся отопительные приборы, запорно-регулирующая арматура и, если требуется, оборудование теплового пункта. В схеме записывается тепловая нагрузка приборов и тепловая нагрузка участков системы, длины и диаметры участков. При изображении стояков подающий стояк размещается справа, а обратный слева, если смотреть со стороны помещения.

Гидравлический расчет проводится, в основном, двумя методами: по удельным потерям давления и по характеристикам сопротивлений. Обычно по первому методу рассчитываются двухтрубные и однотрубные системы, а по второму – однотрубные.

При расчете системы отопления, независимо от метода, сначала определяется основное циркуляционное кольцо, которое включает прямой и обратный магистральные трубопроводы с ответвлением к наиболее удаленному прибору.

В тупиковых схемах двухтрубных систем основным является кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка. Для однотрубных – кольцо, проходящее через дальний стояк.

После расчета участков основного циркуляционного кольца производится расчет других циркуляционных колец.

Записывается полная потеря давления на участке:

(3.11)

где DР_тр – потери давления на трение, Па;

DР_м.с – потери в местных сопротивлениях, Па.

(3.12)

где R = l v² r_ж / 2d – удельная потеря давления на трение;

l - коэффициент гидравлического трения, определяемый по формуле Альтштуля:

(3.13)

Re – критерий Рейнольдса

(3.14)

(3.15)

где l – длина участка, м;

l - коэффициент трения,

Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

v – скорость воды, м/с;

d – внутренний диаметр трубы, м.

Выбор диаметров участков трубопроводов производят по расходу воды на участке G и среднему значению удельных потерь давления R_ср. (прил.3)

При заданном перепаде давления в тепловой сети значение R_ср находят по формуле:

(3.16)

где DР_р –располагаемое циркуляционное давление, определяемое по формуле (3.3)

В остальных случаях следует принимать R_ср = 80 Па/м.

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл.3.1