Розрахунок трубопроводів системи опалення

Расчет трубопроводов систем водяного отопления
Определение диаметров трубопроводов систем отопления производят так, чтобы потери давления на
преодоление сопротивлений, возникающих при движении теплоносителя (воды, пара или воздуха) по
трубам или каналам системы, были равны или несколько меньше давления, создаваемого в котельной или
имеющегося на вводе теплопроводов в здание.
Общие потери давления в системе являются суммой потерь его на преодоление гидравлических
сопротивлений от трения по длине трубопроводов и на местные сопротивления (изменения скорости или
направления движения теплоносителя, смешивание или деление его потока и др.).
Потеря давления на трение прямо пропорциональна длине трубопровода, безразмерному коэффициенту
трения, квадрату скорости теплоносителя, его удельному весу и обратно пропорциональна диаметру
трубы. Величину потери давления на трение, приходящейся на 1 м трубопроводов, обычно определяют по
номограммам, в которых эта потеря увязана с тремя влияющими на нее факторами:
1) расходом теплоносителя.
2) внутренним диаметром трубы или канала;
3) скоростью движения теплоносителя (м/с).
Под углами к координатной сетке расположены масштабы скоростей теплоносителя и диаметров
трубопровода. На рисунке дан пример использования номограммы (заданы расход воды 300 кг/ч и
диаметр трубы 40 мм; находим скорость воды 0,068 м/с и потерю давления 0,23 кгс/м2 (2,5 Па).
Величиной, ограничивающей возможность снижения диаметров трубопроводов систем отопления,
является предельная скорость теплоносителя в них, определяемая из условий бесшумной работы системы.
При теплоносителе — воде эти скорости равны: для труб диаметром 15 мм — 0,5 м/с, а для труб 20, 25, 32
мм и более — соответственно 0,65; 0,8; 1,0 и 1,1 м/с.
Скорость воды в укладываемых без уклона магистральных трубопроводах во избежание выделения
воздуха должна быть не менее 0,25 м/с, а максимальная скорость ее не должна превышать 1,5 м/с.
Предельные скорости пара низкого давления (до 0,7 кгс/см2, 7-104 Па) при попутном движении пара и
конденсата колеблются от 14 м/с при диаметре трубопровода 15 мм до 30 м/с при диаметре его 50 мм и
более. Для пара высокого давления приняты при тех же диаметрах труб предельные скорости 25 и 70 м/с.
Расчет системы отопления производят после того, как определены теплопотери каждого отапливаемого
помещения, выбран тип нагревательных приборов, они размещены на плане этажей, определены вид
системы и места расположения магистралей и стояков, размещены котлы, расширительный бак и
воздуховыпускные устройств.
Сначала вычерчивают аксонометрическую схему системы, разбивают ее на участки, нумеруют их и на
каждый наносят протяженность и тепловую нагрузку в ккал/ч. Систему на участки разбивают так, чтобы в
пределах участка тепловая нагрузка не изменялась.
Зная расход воды на каждом участке (он равен частному от деления тепловой нагрузки на перепад
температур воды в системе) и величину К, по номограмме определяют потери давления на трение, а по
формуле или по соответствующим ей таблицам — потери давления в местных сопротивлениях.
Суммарные потери давления в кольце должны составлять не более 90% располагаемой величины (10%—
запас, необходимый на преодоление дополнительных, проектом не предусмотренных сопротивлений,
возникающих в процессе монтажа и эксплуатации системы).
Аналогичный расчет проводят для кольца, соединяющего котел (ввод) с наименее отдаленным от него
прибором. Суммарные потери давления в этом кольце должны составлять не менее 90% от потерь в
первом кольце.
Суммарная длина дальнего кольца (через стояк 4) — 62 м. Л = (0*5-250):62«2 кгс/(м2-м) (19,6 Па/м).
Суммарное сопротивление дальнего кольца 194,2 кгс/м2 (1903 Па), а ближнего— 176,3 кгс/м2 (1727 Па).