7. Гидравлический расчёт тепловых сетей

Гидравлический расчёт тепловых сетей производится с целью определения диаметров трубопроводов и потерь давления на участках сети.

Для расчёта потерь давления используются таблицы гидравлического расчёта трубопроводов водяных тепловых сетей при эквивалентной шероховатости k_э = 0,5 мм, температуре воды 100ºС, плотности воды 958,4 кг/м³ и кинематической вязкости 0,295 ·10^–6 м²/с.

Гидравлический расчёт выполняется только для подающего трубопровода. Диаметры обратного и подающего трубопроводов принимаются одинаковыми. По результатам гидравлического расчёта тепловых сетей строится пьезометрический график, необходимый для подбора насосов, регуляторов и выбора схемы присоединения потребителей теплоты.

Расход теплоносителя вычисляется по расчётным тепловым потокам Q = Q_{0 max} + Q_{v max} зданий:

(7.1)

где G – расход теплоносителя, кг/ч;

с – теплоёмкость воды, с = 4,19 кДж/(кг·ºС);

τ₁₀, τ₂₀ – температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, определяемая по температурному графику для расчётной на отопление температуры наружного воздуха:

– (150 – 70)ºС при зависимой схеме присоединения систем отопления микрорайона к тепловым сетям города;

• (130 – 70)ºС при независимой схеме.

На всех абонентских вводах должен быть обеспечен располагаемый напор ∆Н_аб ≥ 15 м.

Располагаемый напор на коллекторах станции ∆Н_с = 9,5 м.

При использовании элеваторной схемы присоединения системы отопления здания к распределительным сетям микрорайона располагаемое давление на вводе теплового пункта должно быть не меньше (0,1…0,15) МПа.

7.1 Гидравлический расчёт основной магистрали тепловых сетей

Основная магистраль тепловых сетей выбирается из условий:

– ветка с максимальным расходом теплоты на отопление и вентиляцию;

– наиболее удалённое от источника (центральный тепловой пункт) здание;

– максимальные потери давления в тепловом пункте здания ∆р_ИТП при различных конструкциях индивидуальных тепловых пунктов.

Удельные тепловые потери давления на j–том участке определяются по формуле:

(7.2)

где i_pj – удельные тепловые потери давления на j–том участке, Па/м;

– коэффициент, значение которого принимается по таблице 6.2.

Эквивалентная длина j–того участка определяется по формуле:

ℓ_эj = а×ℓ_j, (7.3)

где ℓ_эj – эквивалентная длина j–того участка, м;

а – коэффициент для определения эквивалентной длины расчётного участка, соответствующей местным сопротивлениям;

ℓ_j – длина j–того участка, м.

Значение коэффициента а берётся из таблицы 7.1 в зависимости от того, какие сети надо рассчитать, и от типов компенсаторов, которые установлены на этих сетях.

Удельные потери давления определяются по таблицам гидравлического расчёта или номограммам в зависимости от расхода воды.

Потери давления на расчётном участке магистрали определяются по формуле:

(7.4)

где ∆Р_ij – потери давления на j–том участке магистрали, Па.

Таблица 7.1 – Коэффициент а

Тип компенсаторов, применяемых в тепловых сетях	Условный диаметр трубопровода, мм	Коэффициент а
В транзитных магистральных тепловых сетях
Сальниковые	< 400	0,2
П–образные с гнутыми отводами	< 300	0,3
П–образные со сварными отводами	200…300	0,5
В разветвлённых распределительных тепловых сетях
Сальниковые	< 400	0,3
П–образные с гнутыми отводами	< 150	0,3
П–образные с гнутыми отводами	175…200	0,4
П–образные со сварными отводами	175…200	0,6

Потеря напора на расчётном участке магистрали определяется по формуле:

(7.5)

где ∆Н_j – потеря напора на j–том участке магистрали, м;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Располагаемый напор на расчётном участке:

∆Н´_j = Н_с – 2∆Н_j, (7.6)

где ∆Н´_j – располагаемый напор на j–том участке магистрали, м.

При расчёте следует соблюдать требования:

– удельные потери давления i_pj = (20…180)Па/м;

– скорость теплоносителя не более 1,5 м/с;

– минимальный условный диаметр трубопровода принимается d_У ≥ 40 мм;

– диаметры участков между узлами трубопроводов принимаются постоянными.

Таблица 7.2 - Гидравлический расчёт основной магистрали тепловых сетей

1. Номер участка	n-(n-1)	…	2-1
2. Длина участка l, м
3. Расход теплоносителя G, кг/ч
4. Наружный даметр (dH  S), мм
5. Условный диаметр dУ, мм
6. Скорость движения теплоносителя V, м/с
7. Удельные потери давления ip, Па/м
8. Приведённая длина lэ, м
9. Потери давления на участке Па
10. Потеря напора на участке ∆Н, м
11. Располагаемый напор на расчётном участке ∆Н´j , м

Результаты гидравлического расчёта основной магистрали тепловых сетей заносятся в таблицу 7.2.