Теплотехнический расчет (стр. 5 из 7)
Система отопления обычно состоит из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ. Удаление воздуха в системе с нижней разводкой магистралей осуществляется через краны, устанавливаемые на отопительных приборах верхних этажей. В нижних точках разводящих трубопроводов и на стояке устанавливаются устройства для спуска воды. Присоединение системы отопления к тепловой сети осуществляется через элеватор.
В жилых зданиях применяются чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и, при обосновании, отопительные панели. В данном курсовом проекте рекомендуется применять чугунные радиаторы.
Отопительные приборы размещают в нишах под окнами, если это невозможно - у наружных или внутренних стен. В угловых помещениях приборы размещают вдоль обеих наружных стен, в лестничных клетках отопительные приборы устанавливаются под лестничным маршем первого этажа, их присоединяют к отдельным стоякам системы отопления.
П-образные стояки системы отопления имеют подъемный и опускной участки. Подъемный участок прокладывают по помещениям с меньшими тепловыми нагрузками. Отопление ванных комнат осуществляется полотенце- сушителем, которое присоединяется с циркуляционным стояком системы горячего водоснабжения. На подводках к накопительным приборам для регулирования теплоотдачи устанавливают регулирующую арматуру.
4. Гидравлический расчет системы отопления.
Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления выполняется по методу характеристик сопротивления с постоянными перепадами температур воды в стояках.
Для гидравлического расчёта из всей системы отопления выбираем наиболее нагруженную ветвь. Её чертёж со всеми необходимыми данными представлен на расчётной схеме в масштабе 1:100.
В связи с тем, что для проектируемой системы отопления не задан определённый располагаемый перепад давлений, гидравлический расчёт начинаем с последнего по ходу горячей воды стояка 1.
Общая методика расчёта методом характеристик сопротивления:
· Определяем тепловые нагрузки всех стояков в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:
Для остальных стояков расчёт производится аналогичным образом:
· Определяем расходы воды по стоякам:
tг - расчетная температура горячей воды в начале подающей
магистрали системы отопления, °С;
tо- расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;
β1- поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β1=1.02;
β2- поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, для нашего случая β2=1.04;
Значения tг и tо принимаем из задания равными соответственно 95 и 70°С.
· Действительные потери давления в стояке рассчитывают по формуле:
- характеристика сопротивления стояка;· В зависимости от принятого диаметра участка магистрали определяем его характеристику сопротивления:
А- удельное динамическое давление в трубопроводе;
L- длина участка трубопровода;
d- диаметр трубопровода;
l- коэффициент трения;
- сумма коэффициентов всех сопротивлений на участке;· Потери давления на участке магистрали определяются по формуле:
· Располагаемый перепад давлений для второго стояка равен сумме потерь давления в стояке 1, в подающей и обратной магистрали:
· По известным значениям располагаемого перепада давления
и расхода теплоносителя для второго стояка 
находим требуемую характеристику сопротивления для данного стояка.· Задаемся диаметром второго стояка и определяем его действительную характеристику сопротивления. Она должна быть близка к требуемой характеристике сопротивления:
· По расходу воды и полученному значению действительной характеристики сопротивления второго стояка находим действительные потери давления во втором стояке. Невязка давлений располагаемого и действительного не должна превышать 15%:
· Общее гидравлическое сопротивление системы отопления высчитывается по формуле:
Расчет стояка 1
Руководствуясь данными табл. 1, принимаем диаметры стояка 1 и радиаторных узлов равными 20 мм.
Таблица 1
Данные для предварительного выбора однотрубных стояков водяного отопления
| Условный диаметр стояка dу, мм | Температурный перепад Δt, ˚с | Средние значения величин на стояке | ||
| Расходов воды Gст, кг/ч | Скоростей воды υст, м/с | Тепловых нагрузок Qст, ккал/ч | ||
| 15 | 95-70=25 | 210-270 | 0,3-0,4 | 5250-6750 |
| 100-70=30 | 6300-8100 | |||
| 105-70=35 | 7350-9450 | |||
| 20 | 95-70=25 | 450-550 | 0,35-0,42 | 11250-13750 |
| 100-70=30 | 13500-16500 | |||
| 105-70=35 | 15750-19250 | |||
| 25 | 95-70=25 | 800-1000 | 0,4-0,49 | 20000-25000 |
| 100-70=30 | 24000-30000 | |||
| 105-70=35 | 28000-35000 | |||
Определение полной характеристики сопротивления стояка 1 как суммы характеристик сопротивления:
а) 7 вертикальных этажестояков проточно-регулируемых систем d = 20 мм:
кгс/м2 /(кг/ч)2б) радиаторных узлов верхнего этажа:
кгс/м2 /(кг/ч)2в) прямых участков труб стояка d=20 мм общей длиной l =7,5+12+0,8=20,3м:
кгс/м2 /(кг/ч)2г) местных сопротивлений:
- вентиля на подающей магистрали с коэффициентом ξ=10
- пробкового крана на обратной магистрали с ξ=2
- отводов (4 шт.), гнутых под углом 90°, с ξ=1·4=4
- отступов от стояка к магистрали (2 шт.) с ξ=0,5·2=1
- тройников на проход горячей магистрали при Gпр/Gсб = 565,6/1052,7 = 0,53 с ξ=0,5
- тройников на проход обратной магистрали при Gпр/Gсб = 0,53 с ξ=3
Общая сумма составляет ∑ξ=20,5.
кгс/м2 /(кг/ч)2Таким образом, полная характеристика сопротивления стояка 1:
кгс/м2 /(кг/ч)2Действительные потери давления в стояке 1:
Расчет Ст2.
= 1896 кгс/м2 G=487,1 кг/ч 
Ориентировочный расчёт показывает, что сконструировать стояк 2 из труб одного диаметра так, чтобы его характеристика сопротивления соответствовала требуемой, нельзя. Поэтому конструируем стояк из следующих частей:
· подъёмного участка с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 20мм.
· опускной части с радиаторным узлом верхнего этажа диаметром 15мм.
Подъемная часть(d=20мм):
S1=6*3.15*10-4=18,9*10-4 кгс/м2
радиаторный узел верхнего этажа с d=20мм: S12=1*1.46*10-4 =1.46*10-4 кгс/м2
Опускная часть(d=15мм):
S2=6*13.38*10-4=80,29*10-4 кгс/м2
радиаторный узел верхнего этажа с d=15мм: S22=1*5.03*10-4 =5.03*10-4
кгс/м2
Прямые участки труб с d=15мм и d=20 мм:
S3= 0.8*2.89*10-4 +0.8*0.59*10-4 +0.49*2.89*10-4 =8,45*10-4 кгс/м2
Местные сопротивления:
для подъемной части(d=20мм):
Вентиль на подающей магистрали x=10
Отвод гнутый под углом 900 (1): x=1-для d=20мм
Отступ от стояка к магистрали(1шт) x=0.5
Внезапное сужение x=0.5;
по формуле
, для труб с с d=20мм A=0.325*10-4 кгс/м2, находим: 