Конструювання системи опалення

Конструювання системи опалення починається з розміщення на планах будівлі у всіх опалювальних приміщеннях нагрівальних приладів. Їх слід розташовувати під світловими отворами, при цьому збіг вертикальних осей приладу і віконного отвору для житлових будівель за умовами уніфікації елементів системи опалення не є обов'язковим. Нагрівальні прилади сходових кліток – рециркуляційні повітронагрівачі або конвектори типу «Акорд».

У житлових будинках застосовуються, як правило, системи з вертикальними стояками. Тому, біля кожного вертикального ряду нагрівальних приладів розміщується вертикальний стояк для подачі теплоносія. Приєднання приладів до стояка здійснюється підведеннями, довжина яких складає 350-400 мм.

При розміщенні стояків в приміщеннях з двома зовнішніми стінами стояки маємо розташовувати ближче до кута для запобігання утворення конденсату. Сходові клітини обладнуються окремими стояками, які підключається окремою підводкою перед тепловим пунктом. Конвектори розташовуємо при вході на сходову клітку.

Для однотрубної системи з верхньою розводкою стояки до подаючої магістралі приєднуються на горищі, а стояки до зворотної - в підвалі. Систему опалення виконуємо окремо на дві пофасадні частини. Пофасадні частини ділимо на два крила. Для повного графічного зображення системи опалення креслимо, план типового поверху, на який наносимо нагрівальні прилади, стояки, план підвалу з розводкою зворотних магістралей, та план горища з розводкою подаючи магістралей (рис.3.1, 3.2, 3.3). Згідно з планами викреслюється аксонометрична схема системи опалення (рис.3.4).

Для однотрубної системи з нижньою розводкою стояки до подаючої і зворотної магістралі приєднуються в підвалі. Систему опалення виконуємо окремо на дві пофасадні частини. Пофасадні частини ділимо на два крила. Для повного графічного зображення системи опалення креслимо, план типового поверху, на який наносимо нагрівальні прилади, стояки, план підвалу з розводкою зворотних магістралей (рис.3.5, 3.6). Згідно з планами викреслюється аксонометрична схема системи опалення (рис.3.7).

На аксонометричній схемі, окрім трубопроводів і нагрівальних приладів, вказуємо розташування і тип регулюючої арматури, повітровідводчики, напрям і величину ухилів трубопроводів, компенсуючі пристрої і теплоізоляцію.

Всі стояки в плані і аксонометрії нумеруються.

Для гідравлічного розрахунку трубопроводів над всіма нагрівальними приладами вказуємо їх теплове навантаження, яке потім підсумовується по стояках і ділянках. Теплова потужність системи опалення – основа для гідравлічного розрахунку трубопроводів і підбору устаткування теплового пункту (схема теплового пункту зображена на рис. 3.8).

Рис.3.1. План типового поверху з вказівкою опалювальних приладів і стояків системи опалення з верхнім розведенням

Рис.3.2. План підвалу з вказівкою стояків, зворотної магістралі системи опалення, вводу теплових мереж, місцеположення теплового пункту

 

Рис.3.3. План горища з вказівкою стояків, подаючої магістралі системи опалення, повітрозбірників

Вузол А	Вузол Б	Вузол В

Рис.3.4. Аксонометрична схема вертикальної однотрубної системи водяного опалення з тупиковим рухом води в магістралях з вказівкою нумерації ділянок головного циркуляційного кільця

Рис. 3.5. План типового поверху з вказівкою опалювальних приладів і стояків системи опалення з ніжнім розведенням

 

Рис. 3.6. План підвалу з вказівкою стояків, зворотної і подаючої магістралей системи опалення, вводу теплових мереж, місцеположення теплового пункту

Вузол 1	Вузол Б

Рис.3.7. Аксонометрична схема вертикальної однотрубної системи водяного опалення з тупиковим рухом води в магістралях з вказівкою нумерації ділянок головного циркуляційного кільця

Рис.3.8. Схема трубопроводів теплового пункту

1 - електронний блок лічильника комерційного обліку теплоти; 2 - електронний «стежачий» регулятор температури; 3 - регулюючий клапан з сервомотором; 4 - регулятор перепаду тиску; 5 -ультразвуковий витратомір лічильника комерційного обліку теплоти; 6 - клапан автоматичного підживлення системи опалення водою теплових мереж; 7 - витратомір підживлюючої води; 8 - мембранний розширювальний бак; 9 - фільтр сітчастий осадковий; 10 - клапан запобіжний; 11 - кран кульовий; 12 - клапан зворотний; 13 – манометр; 14 - термометр

Гідравлічний розрахунок

На підставі гідравлічного розрахунку підбираються діаметри магістральних трубопроводів, стояків, підведень, замикаючих ділянок так, щоб втрати тиску в системі опалення відповідали розташовуваному тиску.

Гідравлічний розрахунок ведемо методом питомих втрат. Гідравлічний розрахунок виконуємо для найбільш віддаленого і навантаженого циркуляційного кільця системи опалення. Результати розрахунку заносять в таблицю 3.1. На рис. 3.4 таким є кільце, що проходить від теплового пункту по головному стояку, по подаючій магістралі від А через стояк 7 та по зворотній магістралі до А` і до теплового пункту.

Кільце складається з ділянок (Т-А, А-Б, Б-Ст.7, Ст.7-Б', Б'- А', А'-Т').

По тупиковій системі опалення втрати тиску в циркуляційному кільці найбільш віддаленого стояка повинні дорівнювати втратам в циркуляційному кільці ближнього стояка. Величина розбіжності втрат по кільцях дальнього і ближнього стояка не повинна перевищувати 15%.

В П-образній системі розрахунковим кільцем, відповідно до рис. 3.7 буде кільце, яке проходитиме від теплового пункту (т.Т) через стояк 8 і назад до теплового пункту (т.Т`).

3.2.1. Заповнюють перші чотири графи таблиці гідравлічного розрахунку (див. табл. 3.2)

Витрату води визначають по тепловому навантаженню і різниці температур теплоносія в системі.

, кг/год (3.1)

де - теплове навантаження на ділянці, Вт;

- питома теплоємність води, рівна 4,19 ;

- різниця температур теплоносія на вході в систему і на виході з неї, яку для двотрубних систем рекомендується приймати рівній 20, а для однотрубних - 25 або 30.

3.2.2. Визначаємо необхідний тиск циркуляційного насосу по формулі:

Необхідний тиск циркуляційного насоса, , який необхідний для підбору типорозміру циркуляційного насоса, слід визначати залежно від вигляду системи опалення:

- для вертикальних однотрубних і біфілярних систем по формулі:

(3.2)

- для горизонтальних однотрубних і біфілярних, двотрубних систем по формулі:

, (3.3)

де - втрати тиску в головному розрахунковому циркуляційному кільці, ;

- природний циркуляційний тиск, що виникає внаслідок охолоджування води в опалювальних приладах і трубах циркуляційного кільця, .

- для однотрубної системи опалення

(3.4)

де - середній приріст об'ємної маси води при охолоджуванні її на 1 ;

(3.5)

- прискорення вільного падіння, рівне 9,8;

- щільність води, (таблиця 3.1)

- приведена висота, м;

Таблиця 3.1

Щільність води в інтервалі від +10⁰С до +105⁰С

	0,99973		0,99780		0,99567		0,97781
	0,99913		0,99756		0,99406		0,97489
	0,99897		0,99732		0,99224		0,97183
	0,99880		0,99707		0,99025		0,96865
	0,99862		0,99681		0,98807		0,96534
	0,99843		0,99654		0,98573		0,96192
	0,99823		0,99626		0,98324		0,95838
	0,99802		0,99597		0,98059		0,954

(3.6)

де - теплове навантаження на опалювальний прилад, Вт;

- відстань від зворотної магістралі до центру опалювального приладу, м;

- відповідно температури теплоносія в подаючій і зворотній магістралі,

3.2.3. Визначають орієнтовні питомі втрати тиску на тертя на 1 м довжини кільця по формулі:

, (3.7)

де, - частка втрат тиску на тертя, приймається для систем з природною циркуляцією рівної 0,5, для систем з штучною циркуляцією рівної 0,65;

- розрахунковий циркуляційний тиск, Па;

- сума довжин, ділянок, що розраховуються, м.

3.2.4. По заданих витратах на ділянках і по величині підбирають по номограмі (рис. 3.9) можливі діаметри труб

Для цих діаметрів при даних витратах встановлюють фактичні питомі втрати тиску на тертя 1 м довжини ділянки . Значення і відповідну цьому режиму швидкість руху води і заносять в графи 6 і 7 табл. 3.2. Визначають загальні втрати на тертя по всій довжині ділянки і результат заносять в графу 8 табл. 3.2.

Визначають втрати тиску в місцевих опорах. Спочатку встановлюють перелік місцевих опорів на кожній ділянці і залежно від діаметру приймають значення коефіцієнтів місцевих опорів по табл. 5/Л Богословський, Л 2/. Суму коефіцієнтів місцевих опорів на кожній ділянці заносять в графу 9 табл. 3.2.

Рис.3.9. Номограма для визначення діаметру трубопроводів систем опалення

Таблиця 3.2