Расчетным участком называют участок теплопровода с неизменным расходом теплоносителя.

Тепловая нагрузка прибора принимается равной расчетным теплопотерям помещений. Тепловая нагрузка участка составляется из тепловых нагрузок приборов обслуживаемых протекающей по участку водой. Тепловая нагрузка участка предназначена для определения расхода воды на участке в процессе гидравлического расчета.

Для водяной системы отопления располагаемый перепад давления Δ Рр, Па должен на 5-10 % превышать сумму потерь давления от трения и местных сопротивлений по самому протяженному и нагруженному кольцу

 

 , Па

 

где R - удельная потеря давления, Па/м;

l - длина расчетного участка циркуляционного кольца, м;

 - потеря давления в местных сопротивлениях, Па;

 - коэффициент местных сопротивлений;

 - скорость движения воды, м/с;

g - плотность воды, кг/мЗ.

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления проводится в следующем порядке:

1. Выполняется аксонометрическая схема системы отопления со всей запорно-регулирующей арматурой. На схеме необходимо пронумеровать все стоянки, указать тепловую нагрузку всех отопительных приборов.

2. Выбирают главное циркуляционное кольцо. В двухтрубной системе это будет кольцо, проходящее через прибор наиболее удаленного стояка от элеваторного узла. Затем нумеруют все расчетные участки и указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка. Сумма длин всех расчетных участков составляет величину расчетного циркуляционного кольца.

3. Определяют расчетное циркуляционное давление ΔРр по формуле:

 

 , Па

 

где - циркуляционное давление, создаваемое элеватором, Па;

- естественное давление, Па;   

Е - коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления;

 - естественное давление, возникающее за счет охлаждения воды в отопительных приборах. Па;

-естественное давление, возникающее за счет охлаждения воды в трубопроводах, Па; (5. приложение 4).

Циркуляционное давление, создаваемое элеватором, определяется по формуле:

 

, Па

где  - давление тепловой сети на вводе в здание, Па. Обычно это давление принимается равным 80-150 кПа;

u - коэффициент смешения элеватора, определяемый по формуле

 

 ,

 

где - температура воды, поступающей из тепловой сети ° С; Обычно = 115-150 "С

 - температура воды, поступающей в систему отопления после элеватора, принимается по СНиП.

 - температура охлаждения воды, поступающей из системы отопления.

Обычно  = 70 ° С.

Рекомендуется для двухтрубных систем принимать Е=0,4-0,5, для однотрубных систем Е=1,0.

4. Определяют расходы воды на расчетных участках     

Qуч =3,6 Q уч/с(t г - t о), кг/г

 

где Qуч - тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов участка, Вт;

с – теплоемкость воды, кДж/кг ºС;

(t г - t о) – перепад температур воды в системе, ºС.

5. Гидравлический расчет удобнее вести в табличной форме, табл.4

 

Таблица 4. Результаты гидравлического расчета теплопроводов системы водяного отопления.

№ Уч- ка	Тепловая нагруз ка Q, Вт	Рас-д тепло- носите ля G Кг/час	Дли- на участка L, м	Ду Трубы, м	Скорость теплоносителя w, м/с	Удель. потеря давл. R, Па/м	Потери на трение R1,Па	Сумма коэфф местн. сопротивл.	Потери давл. Z, Па	Общие потери давл. на участ. Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	153646	5267	20,5	70	0,409	36	738	0,8	84	822
2	75565	2598	3,5	70	0,204	9,5	33,2		21	54,2
3	17544	601	4	50	0,078	2,2	8,8	14,5	32,1	40,9
4	12438	426	4,5	50	0,055	1,1	4,9	31,5	15,2	20,1
5	9031	309	4,5	50	0,041	0,6	2,7	31,5	0,8	3,5
6	5876	201	1,06	40	0,044	0,9	0,9	52,3	10,1	11
7	633	21	0,05	15	0,03	1,6	0,08	6	2,7	2,78
8	633	21	0,05	15	0,03	1,6	0,08	6	2,7	2,78
9	5876	201	1	40	0,044	0,9	0,9	12,3	10,1	11
10	9031	309	4,5	50	0,041	0,6	2,7	11	8	3,5
11	12438	426	4,5	50	0,055	1,1	4,9	11	15,2	20,1
12	17544	601	4	50	0,078	2,2	8,8	9	32,1	40,9
13	75565	2598	3,5	70	0,204	9,5	33,2		21	54,2
14	153646	5267	20,5	70	0,409	36	738	0,8	84	822
							1577,2		323,8	1909

 

 

∆Р_р=33069+0,5*249=33193,5

 

Условие потерь давления выполнено: 33193,5>1901

Графы таблицы заполняются следующим образом. 3ная расход воды на участке G _уч , кг/г по специальной таблице (5, приложение 6) подбирают оптимальные диаметры труб расчетного кольца. Вначале ориентируемся на самый малый диаметр труб, но следим за тем, чтобы не превысить допустимые скорости движения воды. табл. 5.

 

Таблица 5 Предельно допустимые скорости теплоносителя для различных диаметров труб водяных систем отопления.

 

Условный диаметр труб, мм	10	15	20	25	32	40 и более
Максимально допустимая скорость, м/с	0,3	0,5	0,65	0,8	1,0	1,5

 

Таким образом, по приложению 6 [5] устанавливают фактические удельные потери давления на трение R, диаметры трубы d и скорости движения воды  и заносят их значения в гр. таблицы 4.

Зная скорость волы , по приложению. 7 [5] определяется динамическое давление Pg и затем находятся потери давления в местных сопротивлениях Z.

Результаты заносятся в графу 10 таблицы 4.

Определив Значение R l и Z для каждого участка, находим суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца Σ (R l +Z) и сравниваем со значением ΔРр.

После расчета главного циркуляционного кольца рассчитывают малое циркуляционное кольцо – это кольцо, проходящее через самый близкий прибор от элеватора, состоящее из участков главного кольца (уже расчитаных) и дополнительных (не общих) участков, еще не рассчитанных.

Потеря давления от трения и местных сопротивлений во всех кольцах системы отопления должны быть одинаковыми. Однако, изменением диаметра труб не всегда удастся, поэтому устанавливают краны двойной регулировки, с помощью которых можно регулировать подачу воды в отопительные приборы и обеспечить равные потери давлена во всех кольцах системы.