10371

Прокладка труб в помещениях зданий может быть открытой и скрытой. В основном применяют открытую прокладку труб как более простую и дешевую, теплоотдачу труб учитывают при тепловом расчете сетей отопления. Скрытая прокладка труб предусматривается в зданиях по гигиеническим или архитектурно-планировочным требованиям. При этом трубопроводы размещают в специально предусмотренных шахтах, каналах и бороздах в строительных конструкциях.

Вместах пересечения перекрытий, стен и перегородок трубопроводами устанавливают гильзы с кольцевым зазором 15 мм между внутренней поверхностью гильзы и трубопроводом. Зазор заполняют несгораемым теплоизоляционным материалом. Края гильз располагают на 20...30 мм выше поверхности чистого пола и на одном уровне с поверхностью стен, потолков и перегородок. При пересечении трубопроводами противопожарных стен места прохода плотно заделывают и они служат неподвижными опорами.

Магистрали в гражданских зданиях шириной до 9,0 м прокладывают вдоль их продольной оси. В зданиях шириной более 9,0 м рационально использовать две разводящие магистрали по каждой фасадной стене.

Вчердачных помещениях магистрали подвешивают на расстоянии 1,0...1,5 м от наружных стен для удобства монтажа, ремонта и обеспечения компенсации теплового удлинения труб.

Вподвальных помещениях и технических этажах магистрали прокладывают на опорах вдоль стен. Высота прокладки магистралей в чердачных и подвальных помещениях зависит от удобства монтажа и условий эксплуатации систем отопления. В северной строительноклиматической зоне прокладка магистралей в чердачных помещениях и проветриваемых подпольях зданий не допускается.

При проектировании систем отопления многоэтажных жилых домов (девять этажей и более), состоящих из одинаковых повторяющихся секций, применяют посекционную разводку магистралей с тупиковым движением теплоносителя. В рядовых и торцевых секциях создают самостоятельные системы отопления. Однако при этом увеличивается число тепловых пунктов и длина магистралей, затрудняется пофасадное регулирование.

Вгражданских зданиях повышенной этажности магистрали систем отопления размещают вместе с инженерным оборудованием других видов на специальных технических этажах.

При отсутствии подвалов, технических этажей и чердаков магистральные трубопроводы прокладывают в каналах под полом первого этажа либо открыто, над полом. При прокладке трубопроводов в каналах следует предусмотреть возможность доступа к ним путем устройства съемного фриза пола.

Магистральные трубопроводы прокладывают с уклоном и горизонтально. Горизонтальная прокладка магистралей и ветвей горизонтальных сетей dу > 50 мм допу-

стима при скорости движения воды более 0,25 м/с (для уноса скоплений воздуха).

Внасосных системах магистрали верхней разводки монтируют с уклоном против направления движения воды, если подъемная сила, действующая на пузырьки воздуха, будет преобладать над силой сопротивления всплыванию. В гравитационных системах допускается прокладка магистралей с уклоном по движению воды.

Нижние магистрали всегда прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта для опорожнения системы от воды. При этом, если магистрали две (подающая и обратная), то рационально для удобства креплений при монтаже придавать им уклон в одном направлении.

Расстояние между осями обеих магистралей по горизонтали зависит от диаметра трубопроводов для удобства монтажа и эксплуатации (табл. 3.9).

Рекомендуемый уклон для магистралей насосных систем составляет 0,003, в некоторых случаях допустим уклон до 0,002. Минимальный уклон подающих магистралей гравитационных систем составляет 0,005.

Размещение стояков зависит от положения магистралей и размещения подводок к отопительным приборам. Эта задача неотделима от выбора системы отопления для конкретного здания. Обязательным является обособление стояков для отопления лестничных клеток, а также расположение стояков в наружных углах помещений здания.

250

Таблица 3.9 Расстояние между осями магистральных трубопроводов системы отопления

dy х dy, мм	40 × 40	50 х 50	65 х 65	80 х 80	100 х 100
Расстояние по
осям, мм, меж-
ду трубопрово-	230	240	250	260	280
дами с учетом
изоляции

Стояки располагают преимущественно у наружных стен открыто на расстоянии 35 мм от поверхности до оси труб при dу ≤ 32 мм и 50 мм при dy > 32 мм либо скрыто в бороздах стен или массиве стен и перегородок. Двухтрубные стояки размещают на расстоянии 80 мм между осями труб, причем подающие стояки располагают справа (при взгляде из помещения). В местах пересечения стояков и подводок на стояках устраивают огибающие скобы, причем изгиб обращают в сторону помещения.

Для большинства приборов подающую и обратную подводки прокладывают горизонтально (при длине до 500 мм) или с некоторым уклоном (5…10 мм на всю длину). В зависимости от положения продольной оси прибора по отношению к оси труб подводки могут быть прямыми и с «утками». Размеры подводок к отопительным приборам, как правило, унифицируются. При одностороннем присоединении приборов горизонтальные подводки однотрубных систем составляют 300…500 мм. При этом стояк размещают на расстоянии 150 мм от откоса оконного проема, а не по оси простенка как при двусторонних подводках. В любом случае длина подводки или «сцепки» не должна превышать 1250…1500 мм.

3.5.3. Компенсация теплового удлинения

При прокладке теплопроводов надо учитывать температурное удлинение нагреваемой

трубы. Приращение ее длины l, мм, определяют по формуле:
l α tт tн l,	(3.38)

где α – коэффициент линейного расширения материала трубы, мм/(м ∙ °С);

tт – температура теплопровода, °С (условно равна температуре теплоносителя); l – длина теплопровода, м.

Диаметры стояков однотрубных систем отопления рекомендуют принимать постоянными по всей длине и равными 15, 20, 25 мм. Допускается применение составных стояков из трубопроводов не более двух диаметров; при этом стояк должен иметь только один переход с одного диаметра на другой.

Установлено, что 1 м подающей стальной трубы предельно удлиняется при низкотемпературной воде приблизительно на 1 мм, обратной трубы на – 0,8 мм, а при высокотемпературной воде удлинение 1 м доходит до 1,75 мм.

Компенсацию удлинения магистралей выполняют прежде всего естественными их изгибами, связанными с планировкой здания. Прямые участки магистрали значительной длины снабжают П-образными компенсаторами. Неподвижные опоры на магистралях размещают так, чтобы тепловое удлинение участков между опорами не превышало 50 мм. Расстояние между подвижными опорами выбирают исходя из предельного напряжения на изгиб 25 МПа, возникающего в металле трубы при просадке опор (таблица 3.10).

Компенсацию удлинения стояков в малоэтажных зданиях обеспечивают естественными изгибами в местах присоединения к подающей магистрали.

251

Таблица 3.10 Расстояние между подвижными опорами для горизонтальных трубопроводов

	Расстояние, м, между опорами труб			Расстояние, м, между опорами труб
	dy, мм	без тепловой	с тепловой	dy, мм	без тепловой	с тепловой
		изоляции	изоляцией		изоляции	изоляцией
	15	2,5	1,5	65	6	4
	20	3	2	80	6	4
	25	3,5	2	100	6,5	4,5
	32	4	2,5	125	7	5
	40	4,5	3	150	8	6
	50	5	3

В4…7 этажных зданиях однотрубные стояки изгибают в местах присоединения к подающей и к обратной магистралям.

Взданиях, имеющих более семи этажей, кроме естественных изгибов в местах присоединения к магистралям, применяют дополнительные изгибы труб в средней части стояка или используют П-образные компенсаторы. Для компенсации удлинения каждого этажестояка в однотрубных системах используют изгибы труб с «плечом» при низкотемпературной воде не менее 200 мм. Компенсация удлинения подводок к отопительным приборам в горизонтальной однотрубной системе выполняется путем их изгиба; между каждыми пятью-шестью приборами вставляются П-образные компенсаторы или гофрированные патрубки.

Специальный изгиб подводок необходим также при наличии длинных гладкотрубных приборов и при установке нескольких отопительных приборов на «сцепке».

3.5.4. Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают назначение, архитектурную планировку и особенности теплового режима помещения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, давление в системе, качество теплоносителя, техникоэкономические и санитарно-гигиенические показатели прибора. Прежде всего исходят из основной области применения, а также из соответствия санитарно-гигиенических показателей предъявляемым требованиям.

При повышенных санитарно-гигиенических и противопожарных требованиях к помещениям в них устанавливают приборы с гладкой поверхностью (радиаторы и гладкотрубные приборы).При обычных санитарно-гигиенических требованиях используют приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяют радиаторы и конвекторы.

В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 часов), используют приборы любого типа с высокими технико-экономическими показателями. Размещают отопительные приборы у наружных и внутренних стен.

Преимущественным является размещение приборов под световыми проемами у наружных ограждений. Причем желательно, чтобы под окнами длина приборов составляла не менее 50 % длины проемов (как правило, не менее 75 % в больницах, детских учреждениях, школах, домах престарелых и инвалидов). Под витринами нагревательные приборы следует располагать на всей длине светового проема. Вертикальный отопительный прибор устанавливают на кронштейнах или подставках ближе к полу помещения, но не ближе 60 мм от пола для удобства осмотра, очистки и ремонта.

Минимальные расстояния от строительных конструкций до нагревательных приборов указаны на рис. 3.7.

252

Рис. 3.7. Наиболее употребительные схемы установки нагревательных приборов в помещениях и минимальные расстояния от строительных конструкций до них

Впомещениях высотой более 6,0 м со световыми проемами наверху часть приборов (от 1/4 до 1/3 общей площади) располагают в верхней зоне. При использовании высоких конвекторов с кожухом достаточна их установка только в обслуживаемой зоне помещения.

Влестничных клетках многоэтажных зданий (до 12 этажей) с наружными входами отопительные приборы располагают в нижней их части рядом с входными дверями, применяя высокие конвекторы. В малоэтажных зданиях приборы размещают на первом этаже при входе, используя те же типы, что и для основных помещений. Установка отопительных приборов во входных тамбурах с наружными дверями недопустима.

Взависимости от назначения помещения приборы в них могут быть экранированы или декорированы. При этом уменьшение номинального теплового потока укрытых приборов допустимо не более чем на 10 % (в жилых зданиях приборы, как правило, декорируют).

Теплоотдача прибора зависит от схемы установки и конструкции его укрытия. Это учитывают введением поправочного коэффициента, значение которого находится в пределах 0,9…1,2. Наиболее употребительные приемы установки секционных радиаторов и конвекторов в помещениях гражданских зданий приведены на рис. 4.5.

Нагревательные приборы на «сцепке» разрешается устанавливать в пределах одного помещения, за исключением приборов, устанавливаемых в кухнях жилых домов, раздевальных, коридорах, уборных, умывальных помещениях. Соединяют «на сцепке» не более двух радиаторов.

Нагревательные приборы, питаемые теплоносителем с tт = 50 °C и выше, следует размещать на расстоянии не менее 100 мм от сгораемых конструкций или предусматривать теплоизоляцию конструкций из несгораемых материалов.

3.5.5. Установка запорно-регулирующей арматуры

Для ручного регулирования систем центрального отопления используют следующую за- порно-регулирующую арматуру: задвижки, пробковые краны, запорные вентили, обратные клапаны, краны проходные, двойной регулировки, шаровые и трехходовые краны.

Запорную арматуру предусматривают для отключения и опорожнения отдельных частей системы: на каждом стояке зданий высотой более 3 этажей; на стояках лестничных клеток независимо от числа этажей; на отдельных кольцах и ветвях: до и после элеваторов, распределительных гребенок, клапанов и другого оборудования.

При температуре теплоносителя в подающей магистрали до 105 °C на стояках в местах присоединения к магистрали устанавливают проходные краны и тройники с пробками. При температуре теплоносителя в подающей магистрали более 105 °С на стояках устанавливают вентили вместо проходных кранов и спускные краны вместо тройников с пробками. В зданиях высотой 9 этажей и более спускные краны для опорожнения стояков и вентили устанавливают независимо

253

от температуры теплоносителя. Расстояние от магистралей трубопроводов до запорной арматуры, устанавливаемой на стояках или ответвлениях трубопроводов, составляет 120…150 мм.

Всистеме с нижней разводкой и воздушной линией запорные краны, кроме кранов в основании стояков, ставят на вертикальной воздушной трубе каждого стояка.

Всистеме со спускной линией для опорожнения отдельных стояков или ветвей (в горизонтальной системе, начиная с трехэтажных зданий, и в вертикальной системе в зданиях, имеющих технические этажи или высотой более 16 этажей) устанавливают общий запорный вентиль на линии у перепускного бака для отвода воды в водосток.

Регулирующая арматура на подводках к приборам систем водяного отопления различна:

- при однотрубных стояках – регулирующие краны, имеющие пониженный коэффициент местного сопротивления (ручные краны – проходного типа и трехходовые; автоматические краны – регуляторы расхода, термостатические);

- при двухтрубных стояках – регулирующие краны, имеющие повышенный коэффициент местного сопротивления (ручные краны двойного регулирования, краны с дросселирующим устройством; автоматические краны – балансировочные, термостатические).

Регулирующие краны у отопительных приборов не устанавливают в местах, где возможно замерзание теплоносителя – это относится к приборам при входе В лестничные клетки, у ворот, у загрузочных наружных проемов и т. п. Не предусматривают регулирующую арматуру на подводках к конвекторам с воздушными клапанами.

Допускается установка одного общего регулирующего крана на трубопроводе, подающем воду к группе отопительных приборов, расположенных в одном помещении.

3.5.6. Воздухоудаление из систем отопления

Воздух в системы отопления попадает частично при заполнении систем водой, частично подсасывается в процессе эксплуатации, а также вносится водой при заполнении и эксплуатации в растворенном виде.

Скопление воздуха и других газов в системах отопления нарушает циркуляцию теплоносителя, вызывает шум и коррозию металлических элементов системы отопления.

Для сбора и удаления воздушных и газовых скоплений из систем отопления предусматривают мероприятия, зависящие от конструкции системы.

Всистемах отопления с верхней разводкой следует обеспечить движение свободных газов

кточкам их сбора. Точки сбора газов и удаление их в атмосферу назначают в наиболее высоко расположенных местах системы, в которых скорость движения воды должна быть менее 0,1 м/с. Для этих целей магистралям придают определенный уклон в требуемом направлении и устанавливают проточные воздухосборники – вертикальные или горизонтальные.

Минимально необходимый внутренний диаметр dв, мм, воздухосборника определяют исходя из скорости движения воды в нем 0,1 м/с по формуле:

dв 2G0,5 ,

(3.39)

где G– расход воды, кг/ч.

Выбранный диаметр воздухосборника должен превышать диаметр магистрали по крайней мере в 2 раза. Длину горизонтального воздухосборника делают в 2 . . . 2 , 5 раза больше его диаметра. Из воздухосборников газы удаляют в атмосферу периодически через спускные краны или автоматические воздухоотводчики.

Всистемах с «опрокинутой» циркуляцией воды и верхним расположением обратной магистрали, в гравитационной системе с верхней разводкой для отделения и удаления газов используют расширительные баки с открытой переливной трубой.

Всистемах водяного отопления с нижней разводкой обеих магистралей скопление воздуха и газов удаляют в атмосферу периодически из отопительных приборов, установленных на верхнем этаже с помощью воздушных кранов или централизованно через специальные воздушные трубы. Воздушные трубы стояков объединяются воздушной линией – горизонтальной оцин-

254

кованной трубой dy = 15 мм с одной воздушной петлей h = 500 мм, которая соединяется с вертикальным непроточным воздухосборником или с трубами открытого расширительного бака.

Ввертикальных однотрубных системах многоэтажных зданий с П-образными и бифилярными стояками наверху каждого стояка можно устанавливать только один воздушный кран и пользоваться им только при спуске воды из стояка. При наполнении системы воздух можно удалять в основании нисходящей части стояков путем выдавливания его водой.

3.5.7.Расширительный бак

Вкрупных системах водяного отопления группы зданий расширительные баки не устанавливают, а гидростатическое давление регулируется при помощи постоянно действующих подпиточных насосов. Поэтому расширительные баки применяют в системах водяного отопления одного или нескольких зданий при их тепловой мощности до 6 МВт.

Открытый расширительный бак размещают над верхней точкой системы отопления на расстоянии не менее 1,0 м в чердачном помещении или в лестничной клетке.

Расширительный сосуд изготовляют стандартных размеров, цилиндрическим или прямоугольным, из листовой стали толщиной 3 . . . 4 мм. Конструкция расширительного бака представлена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Конструкция расширительного бака

Для нормальной работы системы к расширительному сосуду присоединяют трубы: циркуляционную 1 диаметром dy = 20...25 мм, расширительную 2 dy = 25...32 мм, переливную 3 dy = 32...50 мм, контрольную 4 dy = 20 мм, патрубок с пробкой 5.

Трубы диаметром dy = 20…32 мм применяют для расширительных баков вместимостью от 100 до 500 л; диаметром dy = 25…50 мм – вместимостью 600...4000 л.

Полезный объем расширительного бака Vпол, м3, соответствующий увеличению объема воды в системе VС, м3, определяют по формуле:

Vпол kVс ,

(3.40)

где k – коэффициент объемного расширения воды (табл. 3.11).

Общий объем воды в системе отопления Vс, м3, определяют по формуле:

Vс (Vпр Vкал Vтр Vкот )Q от ,

(3.41)

где Vпр, Vкал, Vтр, Vкот – объем воды, м3, соответственно в приборах, калориферах, трубах, котлах, приходящийся на 1 кВт тепловой мощности системы отопления.

255

Таблица 3.11

Объемное расширение воды, нагреваемой в системе отопления (в долях первоначального объема)

	Наполнение системы		Расчетная температура горячей воды в системе, оС
	водой		85		95		105			130					135…150
	Из водопровода		-		0,045		0,051			0,070					0,084
	(tср = 5 оС)
	Из тепловой сети		0,022		0,024		0,027			0,035					0,042
	(tср = 40…45 оС)
																Таблица 3.12
	Объем воды в элементах системы отопления
						Объем воды, л/кВт, при расчетной темпера-
	Элемент системы отопления						туре горячей воды в системе
						65	95		105		110		115			130	150
Радиатор чугунный секционный глубиной:
- 140 мм						10,8	9,5		6,9		6,5		8,2			7,2	6,8
- 90 мм						14,4	12,9		11,9		11,4		11,0			9,6	5,2
Радиатор стальной панельный						6,1	7,1		6,6		6,4		6,1			5,3	5,1
Ребристая труба чугунная						-	5,6		5,2		5,0		4,8			4,3	3,6
Гладкая труба dy = 65…100 мм						35,7	31,6		30,4		29,7		28,6			24,9	21,5
Бетонная отопительная панель						-	1,72		1,59		1,52		1,46			1,29	-
Конвекторы типа КН, КО, КБ						-	0,69		0,64		0,63		0,62			0,60	0,59
Калорифер пластинчатый						0,47	0,43		0,40		0,39		0,38			0,34	0,33
Котел чугунный секционный						2,60	2,60		2,60		-		-			-	-
Теплообменник скоростной						0,23	0,21		0,19		0,18		0,17			0,15	-
Труба при циркуляции:
- искусственной						7,60	6,90		6,40		6,00		5,60			5,20	4,70
- естественной						-	13,8		-		-		-			-	-

3.5.8. Изоляция трубопроводов

Для уменьшения бесполезных теплопотерь отопительные трубопроводы покрывают тепловой изоляцией. Обязательно теплоизолируют трубопроводы, проходящие в неотапливаемых помещениях, главные стояки систем отопления с верхней разводкой, трубопроводы, проходящие в подпольных каналах, расширительные баки, воздухосборники и воздухоотводчики, размещаемые в неотапливаемых помещениях. Предусматривают тепловую изоляцию, согласно СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003» [77], во избежание перегревания помещений или ожогов людей.

3.6. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

Задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб на отдельных участках при заданных расходах воды и давлениях.

Гидравлический расчет выполняют по пространственной (аксонометрической) схеме системы отопления с помощью таблицы. На схеме системы определяют циркуляционные кольца, делят их на участки и наносят тепловые нагрузки.

Расход воды на участке при расчетной разности температуры воды в системе Gyч, кг/ч, определяют по формуле:

256

Рр.ц

G

3, 6Qуч

,

(3.42)

yч	св	(tг	tо )

где Qуч – тепловая нагрузка участка системы отопления, Вт; св – удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг∙°С);

tг – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, °С; tо – температура воды в обратном трубопроводе системы отопления, °С.

При расчете системы отопления за главное (наиболее невыгодно расположенное в гидравлическом отношении) циркуляционное кольцо принимают то, для которого располагаемое циркуляционное давление на 1 м длины трубопровода окажется наименьшим. В тупиковых схемах двухтрубных систем главным обычно оказывается циркуляционное кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка.

Если значение располагаемого давления задано, тогда ориентируются на него; в противном случае ориентируются на допустимые скорости воды в трубопроводах. Окончательные значения диаметров получают после увязки полуколец. В системах отопления такую неувязку допускают в диапазоне ±15 %.

Существуют различные методы гидравлического расчета систем водяного отопления. В методических указаниях рассматривается метод расчета трубопроводов по удельным потерям давления на трение. Он заключается в раздельном определении потерь давления на трение и в местных сопротивлениях.

Расчет начинают с определения ориентировочного значения удельных потерь давления Rот, Па/м, на трение по формуле:

R

0,9k Pр.ц

,

(3.43)

от l

где 0,9 – уменьшающий коэффициент неучтенных в расчете гидравлических сопротивлений;

k – доля потерь давления на трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией – 0,65; для систем с естественной циркуляцией – 0,5;

Рр.ц – расчетное циркуляционное давление в системе водяного отопления, Па;

∑l – сумма длин рассчитываемых участков, для которых давление является располагаемым, м.

Расчетное циркуляционное давление в системе водяного отопления с искусственным по-

буждением, Па, определяют по выражению:
Pр.ц Pн B Pе Pе.тр ,	(3.44)

где Рн – давление, создаваемое насосом или элеватором, Па;

B – коэффициент, определяющий долю максимального гравитационного давления для расчетных условий; принимают: для двухтрубных систем B = 0,4...0,5; для однотрубных систем B = 1;

Ре – располагаемое естественное циркуляционное давление от остывания воды в приборах, Па; Ре.тр – дополнительное гравитационное давление от охлаждения воды в трубопроводах, Па.

Располагаемое естественное циркуляционное давление	Ре, Па, определяют:
Pе gh ρо ρг ,	(3.45)

где g – ускорение свободного падения, м/с2;

h – расстояние по вертикали между точками нагрева и охлаждения воды, м; ρо, ρг – плотности охлажденной и нагретой воды, кг/м3.

Динамическое давление Рдин, Па, определяется по формуле:

P	ρ	ср	v2	,	(3.46)
дин		2

где ρср, v – соответственно средняя плотность воды, кг/м3, и скорость движения воды на участке, м/с.

257

Дополнительное гравитационное давление от охлаждения воды в трубопроводе определяют по формуле (3.45), его важно учитывать при расчете небольших систем с естественной циркуляцией.

Расчет начинают с определения ориентировочного значения удельных потерь давления на трение Rот по формуле (3.43).

Найденная величина Rот является приближенной, но весьма удобной для ориентирования. Для более точных расчетов рекомендуется пользоваться специальными таблицами [20]. При подборе диаметров труб для конкретных участков могут применяться величины, большие или меньшие Rот. Найдя по таблицам полученное значение R или близкое к нему, определяют заданный расход воды G. Графа таблицы, в которой найдено значение заданного расхода, укажет, какому диаметру он соответствует. Под значением расхода в таблице приведена скорость движения воды v, которая не должна превышать допустимые значения по [2]. Произведение Rl дает значение потерь давления на трение на данном участке. По формуле (3.46) определяют значение динамического давления, при умножении которого на сумму коэффициентов местных сопротивлений [20], получают потери давления Z в местных сопротивлениях на рассчитываемом участке.

3.6.1. Порядок гидравлического расчета систем водяного отопления с естественной циркуляцией воды

Систему гравитационного водяного отопления для увеличения естественного циркуляционного давления желательно устраивать с верхней разводкой магистралей. Расчетное циркуляционное давление Pр, Па, определяют для таких систем по формуле:

Pр Pпр Pтр ,

(3.47)

где Pпр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

Pтр – естественное циркуляционное давление, вызываемое охлаждением воды в трубопроводах, Па.

Pпр hg ρо ρг ,

(3.48)

где g – ускорение свободного падения, м/с2;

h – расстояние по вертикали от центра нагревательного прибора до центра нагрева воды в теплогенераторе, м;

ρо, ρг – плотности охлажденной и нагретой воды, кг/м3.

P	44ln N1,5 ,	(3.49)
тр

где l – расстояние от главного стояка до расчетного, м; N – число этажей в здании, шт.;

n – показатель степени, зависящий от схемы рассматриваемой системы отопления (для одноэтажного здания n = 0,2).

Гидравлический расчет гравитационных систем водяного отопления обычно выполняют по способу удельных линейных потерь давления, выбирая основное циркуляционное кольцо по выражению:

		λ		ξ		ρсрv2
Pуч			lуч		уч		,	(3.50)
	d в					2

где λ – коэффициент гидравлического трения, определяющий в долях гидродинамического давления (ρv2/2) линейную потерю гидростатического давления на длину трубы при заданном внутреннем диаметре dв;

dв – диаметр расчетного участка трубопровода, м; lуч – длина расчетного участка трубопровода, м;

∑ξуч – сумма коэффициентов местного сопротивления на участке, выражающая местные потери гидростатического давления в долях гидродинамического.

Вспомогательную величину – среднее ориентировочное значение удельной линейной по-

258

тери давления на трение Rср, Па/м, определяют по формуле:

R		0,5Рр	.	(3.51)
ср		l

Эта формула отражает примерное равенство линейных и местных потерь давления в системах отопления с естественной циркуляцией воды. Для более точного определения значений R рекомендуется пользоваться таблицами [20].

Гидравлический расчет систем водяного отопления выполняют в табличной форме, приведенной ниже.

Таблица 3.13 Форма заполнения таблицы гидравлического расчета системы отопления

№

Qуч,

Gуч,

lуч,

dв,

v,

R,

Rl, Па

∑ξ

Z,

Rl + Z,

Примечание

участка

Вт

кг/ч

м

мм

м/с

Па/м

Па

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3.6.2.Порядок гидравлического расчета систем водяного отопления

смеханической циркуляцией воды

Исходными данными к гидравлическому расчету являются:

-результаты теплового баланса помещений и здания;

-расчетные параметры теплоносителя системы отопления tг и tо, °С;

-схема проектируемой системы отопления;

-принципиальные решения узлов системы отопления;

-типы принятых к установке отопительных приборов и способ их присоединения к системе отопления;

-схема теплового узла; гидравлические характеристики оборудования теплового узла (теплообменника, фильтров, регулирующих клапанов, запорной арматуры и др.).

При местном теплоснабжении от индивидуальной котельной (или топочной) предварительно необходимо подобрать тип и количество котлов, выявить расчетный гидравлический режим их работы, а также требуемые характеристики регулирующих клапанов и фильтров, составить схему теплопроводов котельной, а также функциональную схему автоматизации топочной с учетом устройств автоматизации принятого типа котлов. При использовании гидравлического разделителя достаточно знать только его сопротивление, состоящее из суммы потерь на местные сопротивления внезапного сужения и расширения, а также характеристики регулирующих клапанов, фильтров и другого оборудования теплового пункта.

При зависимой схеме присоединения системы отопления к тепловым сетям централизованного теплоснабжения необходимо предварительно выбрать тип узла смешения, составить схему теплового узла, подобрать его оборудование и выявить гидравлические характеристики всех элементов.

При независимой схеме присоединения системы отопления к тепловым сетям централизованного теплоснабжения предварительно необходимо разработать схему теплового узла и подобрать основные элементы оборудования, выявить их гидравлические характеристики, а также подобрать теплообменник и определить его гидравлическое сопротивление. Используют скоростные теплообменники – гладкотрубные, спирально-трубные, пластинчатые. Фирмыпроизводители теплообменников сопровождают свою продукцию соответствующим программным обеспечением для подбора теплообменника и определения его тепловых и гидравлических характеристик.

Исходными сведениями при подборе теплообменника, как правило, являются: расчетная

тепловая мощность теплообменника, равная расчетной мощности системы отопления ∑Qt; расчетные температуры первичного теплоносителя Tг и Tо, оС; расчетные температуры вторичного

259