Расчет системы отопления помещений

В качестве спускной арматуры применяют вентиль обыкновенный проходной, который устанавливают на подающей подводке. Спускную арматуру размещают в нижней точке системы до и после запорной арматуры по ходу движения теплоносителя.
Целью гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении, установленном для данной системы отопления. Расчет выполняют методом удельных потерь давления.
Потери давления на трение
Потери давления на преодоление сопротивления трения ΔPтр, Па определяют по формуле (4.1):
, Па (4.1)
где ΔΡтр – потери давления на трение на расчетном участке, Па;
λ- коэффициент сопротивления трению о стенки трубы теплоносителя;
V-скорость движения воды на расчетном участке трубопровода, м/сек; ρ- плотность воды, кг/м3;
d – задаваемый внутренний диаметр расчетного участка трубопровода, мм;
R – удельная потеря на трение, Па/м;
l – длина расчетного участка, м.
Потери давления в местных сопротивлениях
Местными называются сопротивления, которые возникают при изменении направления и скорости движения воды. Эти изменения происходят в отводах, фасонных частях – тройники, крестовины, сужения, расширения, регулировочно – запорной арматуре, фильтрах, компенсаторах, счетчиках воды, нагревательных приборах и. т. д.
Потери давления в местных сопротивлениях , Па определяют по формуле (4.2):
, Па (4.2)
где ( - безразмерный коэффициент местного сопротивления, определяемый по справочной литературе.
Величину потерь давления в местных сопротивлениях Z, Па, при расчете систем водяного отопления допускается определять по формуле (4.3):
Z=500((V2 , (4.3)
Общие потери давления на участке
Общие потери давления на участке трубопровода выражаются суммой потерь на трение и в местных сопротивлениях.
Потери давления на участке трубопровода ΔΡуч, Па определяют по формуле (4.4) или (4.5):
, Па (4.4)
или
, Па (4.5)
Определив потери на каждом расчетном участке (Руч , затем их суммируют по расчетному кольцу ((Руч и получают потери давления в каждом циркуляционном кольце.
Гидравлический расчет следует начинать с расчета главного циркуляционного кольца. Расчет следует начинать с участка с наименьшей тепловой нагрузкой Q, Вт, т.е. определения наименьшего диаметра d, мм в системе отопления.
Порядок определения диаметров и определения потерь давления на участке заключается в следующем.
Определяют расчетный расход воды на участке Gуч , кг/ч, который является исходной величиной для выбора диаметра по формуле (4.6) или (4.7):
, кг/ч (4.6)
или
, кг/ч (4.7)
где Qуч – тепловая нагрузка участка, определяемая по расчетной схеме и данным расчета теплопотерь в помещениях, Вт.
По значению расхода воды на участке G, кг/ч, ориентируясь на допустимые скорости движения воды, назначают минимальный диаметр трубопровода d мм и выписывают соответствующие значения удельной потери на трение по длине R, Па/м, скорость движения воды V, м/сек, используя таблицы гидравлического расчета [12, приложение II, таблица II.1, стр. 212] – для стальных труб и [7, таблица Б.1] – для металлополимерных труб. При выборе диаметров труб учитывают предельные значения скорости движения воды. Минимальная скорость движения воды из условия удаления воздуха составляет 0,1 м/сек – вертикальные трубопроводы, 0,25 м/сек – горизонтальные трубопроводы. Рекомендуемые максимальные скорости движения воды из условия бесшумной работы ограничены допустимым уровнем звука в помещении и приведены в [1, приложение Ж, табл. Ж1] – для стальных труб и в [7, пункт 3.16] – для металлополимерных труб. Аналогично определяют диаметры остальных участков, а данные расчета заносят в таблицу 4.1.
Определив виды местных сопротивлений на каждом расчетном участке по расчетной схеме (отопительные приборы, запорно-регулирующая арматура, фасонные части – переходы, отводы, тройники, крестовины, изгибы труб, теплосчетчики или счетчики воды, фильтры и т.д.), определяют значение ζ каждого вида местного сопротивления для стальных труб [12, приложение II, табл. II.10-II.12, стр. 258].
Для соотношения диаметров прохода соединителя и трубы в пределах 0,8-1,0 рекомендуется принять ζ=1, а при соотношении диаметров <0,8 ζ = 1,5 (соединитель рассматривают, как внезапные сужение и расширение трубопроводов).
Затем определяют значение Σζ на расчетном участке. Местное сопротивление ζ, принадлежащее двум смежным участкам (переходы, тройники, крестовины…) относят к участку с большей скоростью движения теплоносителя. Используя значения Σζ и скорости движения воды V, м/сек на расчетном участке, определяют потери давления в местных сопротивлениях расчетного участка Z, Па по [12, приложение II, таблица II.3, стр. 235] или по формуле (20), если Σζ>10, а данные расчета заносят в таблицу 5.1, при этом в графе 12 указывают виды местных сопротивлений по каждому участку. В виду отсутствия данных значений ζ в таблицах, потери давления в местных сопротивлениях следует принять: теплосчетчик (счетчик воды) ΔΡ=10 кПа; автоматический термостатический вентиль (RTD-N) устанавливаемый у нагревательного прибора двухтрубных систем ΔΡ=10 кПа, фильтр ΔΡ=10 кПа.
Гидравлический расчет второстепенных циркуляционных колец
Расчет второстепенных циркуляционных колец системы проводят, исходя из расчета главного – основного кольца. В каждом новом кольце рассчитывают только дополнительные (не общие) участки, параллельно соединенные с участками основного – главного кольца.
Затем увязывают потери давления в смежных параллельно – соединенных участках колец без учета общих участков, т. е. сравнивают потери давления в каждом последующем ответвлении второстепенных колец с потерями давления на наиболее нагруженном направлении основного главного кольца.
Расхождение (невязка) в расчетных потерях давления на параллельно соединенных участках (без учета общих участков) допустимо при тупиковом движении воды в магистралях до 15%, при попутном движении ±5%.
Невязку определяют по формуле (5.8):
Невязка = (∆Pi+1ГЛАВ - ∆Pi)/ ∆Pi+1ГЛАВ•100% (4.8)
где: ∆Pi+1ГЛАВ , ∆Pi потери давления в сравниваемых кольцах без учёта потерь давления на общих участках.
При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметра труб и использования составных стояков прибегают к установке балансировочных клапанов и дроссельных шайб.
Диаметр дроссельной шайбы следует определять по формуле (4.9):
, мм (4.9)
где G – расход воды на участке, где устанавливается дроссельная шайба, кг/ч;
ΔΡизб – избыточный напор, погашаемый дроссельной шайбой, равный разности потерь давления в сравниваемых кольцах без учёта потерь давления на общих участках, Па.
Гидравлический расчет выполняют также в табличной форме, данные расчета заносят в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Гидравлический расчет системы отопления
Номер участка Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт Расход воды на участке Gуч, кг/ч Длина участка l, м Диаметр участка d, мм Скорость воды на участке V, м/с Удельная потеря давления на трение R, Па/м Потери давления на трение на участке Rl, Па Сумма коэффициентов местных сопротивлений, Σζ Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па Потери давления на участке Rl+Z, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Главное циркуляционное кольцо (стояк № 1) 1 6224 165,35 5,38 15 0,22 70,58 379,72 8,35 202,07 581,79 2 5144 136,66 8,07 15 0,19 49,88 402,53 8,45 152,52 555,05 3 4448 118,17 2,34 15 0,16 37,73 88,288 9,9 126,72 215,01 4 3648 96,92 10,17 10 0,21 81,36 827,43 8,66 190,95 1018,38 5 1800 47,82 7,18 10 0,1 22,24 159,68 7,76 38,80 198,48 6 1800 47,82 7,44 10 0,1 22,24 165,47 7,76 38,80 204,27 7 3648 96,92 8,11 10 0,21 81,36 659,83 8,66 190,95 850,78 8 4448 118,17 3,3 15 0,16 37,73 124,51 9,9 126,72 251,23 9 5144 136,66 7,74 15 0,19 49,88 386,07 8,45 152,52 538,59 10 6224 165,35 4,46 15 0,22 70,58 314,79 8,35 202,07 516,86 4930,45 ΣΔΡуч=ΣRl+Z=ΔΡсо=4930,45 мм Второстепенное циркуляционное кольцо (стояк № 4) 1 6224 165,35 5,38 15 0,22 70,58 379,72 8,35 202,07 581,79 2 15040 399,56 27,76 15 0,19 49,88 1384,7 34,77 627,60 2012,27 9 15040 399,56 26,59 15 0,19 49,88 1326,3 34,77 627,60 1953,91 10 6224 165,35 4,46 15 0,22 70,58 314,79 8,35 202,07 516,86 5064,82 ΣΔΡуч=ΣRl+Z=ΔΡсо=5064,82 мм Невязка = (∆Pi+1ГЛАВ - ∆Pi)/ ∆Pi+1ГЛАВ•100% = (4930,45-5064,82)/4930,45*100%=2,7%
Невязка допустима, следовательно, расчет выполнен верно.
Заключение

Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта были выполнены такие задачи, как: изучение устройства и принципов расчета системы отопления жилого здания, ознакомление с принципом действия и устройством основного технологического оборудования этой системы, выполнен гидравлический расчет трубопроводов, а также расчет поверхности отопительных приборов. Помимо этого выполнен расчет теплопотерь отапливаемых помещений, а также сделан теплотехнический расчет наружных ограждений здания (стен). Система теплоснабжения отвечают архитектурно-планировочным и конструктивным решениям жилого здания.
Список использованной литературы

СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004.
СанПин 2.1.2.1002-00 Санитарно- эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям.
СНиП 23-01-99* Строительная климатология / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.
СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.
СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000.
СП 41-101-95 Проектирование тепловых пунктов / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1999.
СП 41-102-98 Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1999.
СНиП 23-02-2003 Тепловая защита здания/ Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.
СП 23-101-2000 Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001.
Богословский В.Н. Отопление. – М.: Высшая школа, 1991.
Будасов Б.В., Кашинский В.П. Строительное черчение. – М.: Стройиздат, 1990.
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно – технические устройства. Часть I. «Отопление». Под ред. Староверова И.Г. – М.: Стройиздат, 1990.
ГОСТ 2.105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.- Минск: Издательство стандартов, 1995.
ГОСТ 21.602-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи. – М.: Издательство стандартов, 2003.
ГОСТ 21.1101-92. Основные требования к рабочей документации. – М.: Издательство стандартов, 1993.
ГОСТ 21.205-93 Условные обозначения элементов санитарно-технических систем – Минск.: Издательство стандартов, 1993.
Ерёмкин А.И., Королёва Т.И. Тепловой режим зданий. Учебное пособие. –М.: Издательство АСВ, 2001.
Крупнов Б.А.Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье. – М.: Издательство АСВ, 2002.
Полушкин В.И., Русак О.Н., Буруев С.И. и др. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Ч.1. –СПб.: Профессия, 2002.
Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. – М.: Издательство НЦ «ЭНАС», 2003.
Радиаторные терморегуляторы RTD. Каталоги фирм-иготовителей «Danfoss», «Oventrop», «Herz», «Мытищинская теплосеть» и др.
Российская архитектурно-строительная энциклопедия. VI том –М.: Госстрой РФ, 2000.
Сканави А.И., Махов Л.И. Отопление. – М.: Издательство АСВ, 2002.
Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. «Энергоэффективные издания». М.: АВОК – ПРЕСС, 2003.
Худяков А.Д. Теплозащита здания в северных условиях. – М.: Издательство АСВ, 2001.
Циркуляционные насосы для отопительных систем: «Grundfos», «Nocchi», «Wilo» и т.д.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга первая. «Отопление и теплоснабжение» – Киев.: Будивельник, 1976.
Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха.: Справочное пособие./ под ред. Богусловского Л.Д. –М.: Стройиздат, 1990.












5