В.В. Назаревич Расчет отопления административных, жилых и производственных помещений

10

В системах с замыкающими участками с целью увеличения коэффициента затекания диаметр труб этих участков dЗ.У. принимают на один сортамент меньше dCT , dПОДВ может быть принят равным d CT или на сортамент меньше.

Определив коэффициент затекания, по формуле (14) находят

∆tПР , по формуле (13) - tСР.ПР и по формулам (1) и (6) рассчитывают требуемую поверхность нагрева приборов по всему стояку.

3. Гидравлический расчёт теплопровода систем отопления

Цель гидравлического расчёта - определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчётном циркуляционном давлении, установленном для данной системы.

Гидравлический расчёт заключается в определении потерь давления на трение по длине трубопровода и в местных сопротивлениях. При этом диаметры теплопроводов определяют при постоянных

перепадах температуры воды во всех стояках и ветвях ∆tCT , равных расчётному перепаду температуры воды во всей системе ∆tСИС.

Для гидравлического расчёта выполняют аксонометрическую схему 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, горячие и обратные стояки, а на планах чердака и подвала – подающие и обратные магистрали; выбрано место для теплового пункта или котельной; показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещённой крыше) размещение расширительного бака и приборов воздухоудаления.

На планах этажей, чердака и подвала горячие и обратные стояки системы отопления должны быть пронумерованы, а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруют все расчётные участки циркуляци-

11

онных колец – участки труб, а также указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка. Сумма длин всех расчётных участков составляет величину расчётного циркуляционного кольца.

Выбирают главное циркуляционное кольцо. В тупиковых схемах однотрубных систем за главное принимается кольцо, проходящее через дальний стояк, а в двухтрубных системах – кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка. В последнем случае

∑l - наибольшая, а ∆pp - наименьшая, тогда и отношение ∆pp/∑l, определяющее давление на 1 м длины, здесь будет наименьшим. При попутном движении воды наиболее неблагоприятным в гидравлическом отношении является кольцо, проходящее через один из средних наиболее нагруженных стояков.

Потери давления на трение по всей длине трубопровода определяют по удельным потерям на трение R:

RT = R l, Па

(16)

где R – удельные потери на трение, Пам;

l – длина участка теплопровода, м.

Удельные потери R определяют по расчётным средним потерям

R	и расходу воды на участке GУЧ ,кг		ч	из табл.8 приложения.
CP
	R =	(1 − k )∆PP			,	(17)
	CP	∑l

где k – коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчётного циркуляционного давления. Для систем отопления с искусственной циркуляцией k = 0,35; с естественной – k = 0,5.

∑l – общая длина расчётного циркуляционного кольца, м;

∆PP – расчётное циркуляционное давление для главного циркуляционного кольца,

∆PP = ∆PНАС + Е(∆Рl ПР + ∆РlТР ),

(18)

где Е – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчёт-

12

ных условиях. Для двухтрубных систем Е = 0,4 – 0,5; для однотрубных Е = 1;

∆РlПР, ∆РlТР- давления, возникающие за счёт охлаждения воды в

отопительных приборах и в теплопроводах. ∆Рl ПР и ∆РlТРможно не

учитывать, если они не больше 10% давления, создаваемого насосом;

∆PНАС – циркуляционное давление, создаваемое в системе насосом (задаётся, но не выше 12 КПа) или элеватором ∆PЭ :

∆P	=1,4(1+u)2 ∆P	,	(19)
Э	HAC

u – коэффициент смешения элеватора .

u = tП −tOT	tOT	(20)
		−tОБР

tП, tOT, tОБР – температуры воды, соответственно, в подающем трубопроводе системы теплоснабжения, в системе отопления и в обратном трубопроводе.

Расход воды на расчётном участке:

G	=	3,6 QУЧ		β β		, кг	ч	(21)
		СР(tOT −tОБР)
УЧ				1	2

где QУЧ – тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, Вт

СР – теплоёмкость воды, кДжкг°С;

β1 и β2 - то же что и в формуле (6); 3,6 – коэффициент перевода Вт в кДжС

По найденным расходам на участках и по RСР из табл.6 приложения определяем фактические удельные потери давления на трение R, диаметры труб d и скорости движения воды W.

Расхождения между RСР и R должны быть в пределах 10%.

13

Потери давления на преодоление местных сопротивлений определяют по формуле

	Z = ∑ζ	W 2	ρ, Па	(22)
		2

где ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на

рассматриваемом участке теплопровода, принимают из табл.9 приложения.

W2 2 ρ – динамическое (скоростное) давление воды Рд на рассмат-

риваемом участке, Па, принимают из табл.10 приложения. Общие потери давления на всех участках определяем суммой

∆PОБЩ = ∑(Rl + Z ), Па.

(23)

Суммарные потери ∆РОБЩ не должны превышать расчётное ∆РР больше чем на 10%. ∆РОБЩ = 0,9∆РР. При больших потерях следует увеличивать диаметры трубопроводов на участках с большими сопротивлениями.

Гидравлические потери в стояках должны составлять 50-70% , а в магистральных трубопроводах – 30-50% общих потерь.

После расчёта главного циркуляционного кольца рассчитывают параллельные циркуляционные кольца. Проводится «увязка» потерь давления, т.е. получение равенства потерь давления на параллельно соединяемых участках других колец. «Неувязка» не должна превышать 5% при попутной и 15% при тупиковой разводке теплопроводов систем водяного отопления в расчёте с постоянными разностями температур в подающей и обратной магистралях [2].

14

Результаты гидравлического расчёта сводят в таблицу.

Результаты гидравлического расчета теплопроводов систем водяного отопления

По схеме трубо-							По предварительному расчету
	проводов
участка№		ТепловаянагрузкаQ, Вт	Длинаучаст- lка, м	РасходтеплоносителяG	/кгч	Диаметрd, мм	Скорость движениятеплоносителя м,W/с	Удельнаяподавлениятеря ПаR,	Потерядавналениятре- Rlние, Па	Суммакоэффициентов местныхсо-	противлений Σξ
				,
				УЧ
1		2	3	4		5	6	7	8		9

Продолжение табл.

По предварительному расчету				По окончательному расчету
Потерядавленияв местныхсопротивленияхZ	Суммарные потеридавленанияучаст- Rl+Zке	d	W		R	Rl	Σξ	Z		Rl+Z
10	11	12	13		14	15	16	17		18

15

Приложение

Таблица 1

Основные технические данные отопительных приборов

		Пло-	Номи-		Расход те-	Показатели сте-
	Наименова-	щадь	нальная	Схема		пени и коэффи-
	ние прибора,	поверх-	плотность	присое-	плоносите-	циент в формуле
	его тип,	ности	теплового	динения	ля через
	марка	нагрева	потока	прибора	прибор,	n	p	aПР
		секции,	qНОМ,		GПР, кг/с
		f1, м2	Вт/м2
	1	2	3	4	5	6	7	8
	Радиаторы
	чугунные
	секцион-							1,0
	ные:
		0,244	758	Сверху	0,005-0,014	0,3	0,02	39
	МС-140-108							1,0
		0,240	725	вниз	0,005-0,014	0,3	0,02
	МС-140-98							39
		0,187	802		0,015-0,149	0,3	0
	МС-90-108							1
		0,2	700		0,15-0,25	0,3	0,01
	МС-90							0,9
								96
	Радиаторы
	стальные
	панельные
	типа РСВ1
	однорядные:							1,11
	РСВ1-1			Снизу
		0,71	710		0,005-0,017	0,25	0,12	3
	РСВ1-2	0,95	712	вверх	0,005-0,017	0,25	0,12	1,11
	РСВ1-3	1,19	714		0,18-0,25	0,25	0,04	3
		1,44	712		0,18-0,25	0,25	0,04	0,97
	РСВ1-4
		1,68	714		0,18-0,25	0,25	0,04	0,97
	РСВ1-5							0,97
	То же, двух-
	рядные:
	2РСВ1-1	1,42	615	Снизу	0,005-0,032	0,15	0,08	1,092
	2РСВ1-2	1,9	619	вниз	0,005-0,032	0,15	0,08	1,092
	2РСВ1-3	2,38	620		0,033-0,25	0,15	0	1
	2РСВ1-4	2,88	618		0,033-0,25	0,15	0	1
		3,36	620		0,033-0,25	0,15	0	1
	2РСВ1-5

16

Продолжение табл. 1

	1	2	3	4	5	6	7	8
	Радиаторы стальные
	панельные типа
	РСГ2 однорядные:
	РСГ2-1-2	0,54	741	Сверху	0,006-0,08	0,3	0,025	1
	РСГ2-1-3	0,74	747		0,006-0,08	0,3	0,025	1
	РСГ2-1-4	0,95	743	вниз	0,09-0,25	0,3	0	1
	РСГ2-1-5	1,19	740		0,09-0,25	0,3	0	1
	РСГ2-1-6	1,44	733
					0,006-0,08	0,25	0,08	1
	РСГ2-1-7	1,68	733	Снизу
					0,006-0,08	0,25	0,08	1
	РСГ2-1-8	1,93	728
	РСГ2-1-9	2,17	729	вверх	0,09-0,25	0,25	0	1
					0,09-0,25	0,25	0	1
	То же двухрядные:
	РСГ2-2-4	1,08	1074	Сверху	0,006-0,08	0,3	0,01	1
	РСГ2-2-5	1,48	977	вниз	0,006-0,08	0,3	0,01	1
	РСГ2-2-6	1,90	910		0,09-0,25	0,3	0	1
					0,09-0,25	0,3	0	1
	РСГ2-2-7	2,38	845
	РСГ2-2-8	3,36	683	Снизу	0,06-0,08	0,25	0,08	1
	РСГ2-2-9	4,31	597	вверх	0,09-0,25	0,25	0	1
	Трубы чугунные
	ребристые:
	ТР-1	2	388	Любая	0,01-0,25	0,25	0,07	1
	ТР-1,5	3	388		0,01-0,25	0,25	0,07	1
	ТР-2	4	388		0,01-0,25	0,25	0,07	1

17

Продолжение табл. 1

	1	2	3	4	5	6	7	8
	Конвекторы на-
	стенные с кожу-
	хом малой глуби-
	ны типа «Универ-
	сал»:
	КН20-0,400	0,952	420
	КН20-0,479	1,140	420
	КН20-0,655	1,830	357		0,01-0,024	0,3	0,18	1
	КН20-0,787	2,200	358
	КН20-0,918	2,570	357	Любая
	КН20-1,049	2,940	357
	КН20-1,180	3,300	358
	КН20-1,311	3,370	389
	КН20-1,442	4,039	357		0,025-0,25	0,3	0,07	1
	КН20-1,573	4,410	357
	КН20-1,704	4,773	357
	КН20-1,835	5,140	357
	КН20-1,966	5,508	357
	Конвекторы без
	кожуха типа «Ак-
	корд»:
	КА-0,336	0,98	343
	КА-0,448	1,3	345
	КА-0,560	1,63	344
	КА-0,672	1,96	343
	КА-0,784	2,28	344
	КА-0,896	2,61	343	Любая	0,01-0,25	0,2	0,03	1
	КА-1,008	2,94	343
	КА-1,120	3,26	344
	К2А-0,621	1,95	318
	К2А-0,823	2,60	317
	К2А-1,030	3,25	317
	К2А-1,237	3,90	317
	К2А-1,445	4,56	317
	К2А-1,646	5,19	317
	К2А-1,854	5,85	317
	К2А-2,061	6,50	317

18

Продолжение табл. 1

	1	2	3	4	5	6	7	8
	Конвекторы остров-
	ные напольные типа
	«Ритм»:
	КО20-0,915	2,130	430	-	0,01-0,25	0,35	0,18	1
	КО20-1,370	3,195	429		0,025-0,25	0,35	0,07	1
	КО20-2,140	4,970	430
	Конвекторы остров-
	ные напольные типа
	«КВ»:
	КВ20-5,665-600	12,78	443
		12,78	532	-	0,01-0,25	0,25	0,1	1
	КВ20-6,80-900
		12,78	577
	КВ20-7,37-1200

Примечание. Отопительные приборы могут быть присоединены по любой из указанных схем: «сверху вниз», «снизу вверх», «снизу вниз». Показатели степени и коэффициент в формуле выбирают с учётом конкретной схемы присоединения прибора и расхода теплоносителя через него.

Таблица 2

Значение коэффициента β1

	Шаг номенклатурного ряда	β1
	отопительных приборов, кВт
	0,12	1,02
	0,15	1,03
	0,18	1,04
	0,21	1,06
	0,24	1,08
	0,3	1,13

Примечание. Для отопительных приборов помещения с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать β1′ = 0,5(1 + β1 ) .

19

Значение коэффициента β2		Таблица 3
	β2 при установке прибора
Отопительный прибор
	у наружной стены, в	у остекления светово-
	т.ч. под световым	го проёма
	проёмом
Радиатор:	1,02	1,07
- чугунный секционный
- стальной панельный	1,01	1,1
Конвектор:	1,02	1,05
- с кожухом
- без кожуха	1,03	1,07
Значение коэффициента β3		Таблица 4
Число секций радиатора типа МС-140		β3
3-15		1
16-20		0,98
21-25		0,96

Примечание. Для остальных чугунных радиаторов β вычисляется по формуле β3 = 0,92 + 0,16FP . Для всех прочих отопительных приборов β3=1.

Таблица 5

Значение коэффициента β4

Способ установки отопительных приборов

β4 =1,12	β4 =1,05	β4 =1,0	β4 = 0,9	β4 =1,05