Гідравлічний розрахунок системи опалення з урахуванням трубопроводів.

Гідравлічний розрахунок системи опалення з урахуванням трубопроводів.

При проведенні подальших розрахунків ми будемо використовувати всі основні гідравлічні параметри, в тому числі витрати теплоносія, гідравлічний опір арматури і трубопроводів, швидкість теплоносія і т.д. Між даними параметрами є повна взаємозв`язок, на що і потрібно спиратися при розрахунках.

Наприклад, якщо підвищити швидкість теплоносія, одночасно буде підвищуватися гідравлічний опір у трубопроводу. Якщо підвищити витрата теплоносія, з урахуванням трубопроводу заданого діаметра, одночасно зросте швидкість теплоносія, а також гідравлічний опір. И чем больше будет диаметр трубопровода, тем меньше будет скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. На основі аналізу даних взаємозв`язків, можна перетворити гідравлічний розрахунок системи опалення (Програма розрахунку є в мережі) в аналіз параметрів ефективності і надійності роботи всієї системи, що, в свою чергу, допоможе знизити витрати на використовуються матеріали.

Опалення включає в себе чотири базові компоненти: теплогенератор, опалювальні прилади, трубопровід, запірна і регулююча арматура. Дані елементи мають індивідуальні параметри гідравлічного опору, які потрібно врахувати при проведенні розрахунку. Нагадаємо, що гідравлічні характеристики не відрізняються сталістю. Провідні виробники матеріалів і опалювального обладнання в обов`язковому порядку вказують інформацію за питомими втратами тиску (гідравлічні характеристики) на вироблене обладнання або матеріали.

Наприклад, розрахунок для поліпропіленових трубопроводів компанії FIRAT істотно полегшується за рахунок наведеної номограми, в якій зазначаються питомі втрати тиску або напору в трубопроводі для 1 метра погонного труби. Аналіз номограми дозволяє чітко простежити зазначені вище взаємозв`язку між окремими характеристиками. В цьому і полягає основна суть гідравлічних розрахунків.

Відео: Практичний урок гідравлічного розрахунку системи опалення

Гідравлічний розрахунок систем водяного опалення: витрата теплоносія

Думаємо, ви вже провели аналогію між терміном «витрата теплоносія» і терміном «кількість теплоносія». Так ось, витрата теплоносія буде прямо залежати від того, яка теплове навантаження припадає на теплоносій в процесі переміщення їм тепла до опалювального приладу від теплогенератора.

Гідравлічний розрахунок передбачає визначення рівня витрат теплоносія, щодо заданої ділянки. Розрахунковий ділянка являє собою ділянку зі стабільним витратою теплоносія і з постійним діаметром.

Відео: Гідравлічний розрахунок системи опалення

Гідравлічний розрахунок систем опалення: приклад

Якщо гілка включає в себе десять кіловатних радіаторів, а витрата теплоносія розраховувався на перенесення енергії тепла на рівні 10 кіловат, то розрахунковий ділянку буде являти собою відрізом від теплогенератора до радіатора, який в гілці є першим. Але тільки за умови, що дана ділянка характеризується постійним діаметром. Друга ділянка розташовується між першим радіатором і другим радіатором. При цьому, якщо в першому випадку вираховувався витрата перенесення 10-кіловатної теплової енергії, то на другій ділянці розрахункова кількість енергії становитиме вже 9 кіловат, з поступовим зменшенням в міру проведення розрахунків. Гідравлічний опір має розраховуватися одночасно виходу та повернення трубопроводу.

Гідравлічний розрахунок однотрубної системи опалення має на увазі обчислення витрат теплоносія

для розрахункового ділянки за такою формулою:

Gуч = (3,6 * Qуч) / (с * (tг-tо))

де:

Qуч теплова навантаження розрахункової ділянки у ВАТ. Наприклад, для нашого прикладу навантаження тепла на першу ділянку становитиме 10000 ват або 10 кіловат.

з (питома теплоємність для води) - постійна, рівна 4,2 кДж / (кг • ° С)

tг-температура гарячого теплоносія в опалювальній системі.

tо-температура холодного теплоносія в опалювальній системі.

Гідравлічний розрахунок системи опалення: швидкість потоку теплоносія

Мінімальна швидкість теплоносія повинна приймати порогове значення 0,2 - 0,25 м / с. Якщо швидкість буде менше, з теплоносія буде виділятися надлишкове повітря. Це призведе до появи в системі повітряних пробок, що, в свою чергу, може служити причиною часткової чи повної відмови опалювальної системи. Що стосується верхнього порогу, то швидкість теплоносія повинна досягати 0,6 - 1,5 м / с. Якщо швидкість не буде підніматися вище даного показника, то в трубопроводі ні утворюватися гідравлічні шуми. Практика показує, що оптимальний швидкісний діапазон для опалювальних систем становить 0,3 - 0,7 м / с.

Якщо є необхідність розрахувати діапазон швидкості теплоносія більш точно, то доведеться брати в розрахунок параметри матеріалу трубопроводів в опалювальній системі. Точніше, вам знадобиться коефіцієнт шорсткості для внутрішньої трубопровідної поверхні. Наприклад, якщо мова йде про трубопроводах зі сталі, то оптимальною вважається швидкість теплоносія на рівні 0,25 - 0,5 м / с. Якщо трубопровід полімерних або мідний, то швидкість можна збільшити до 0,25 - 0,7 м / с. Якщо хочете перестрахуватися, уважно почитайте, яка швидкість рекомендується виробниками обладнання для систем опалення. Більш точний діапазон рекомендованої швидкості теплоносія залежить від матеріалу трубопроводів застосовуються в системі опалення а точніше від коефіцієнта шорсткості внутрішньої поверхні трубопроводів. Наприклад для сталевих трубопроводів краще дотримуватися швидкості теплоносія від 0,25 до 0,5 м / с для мідних і полімерних (поліпропіленові, поліетиленові, металопластикові трубопроводи) від 0,25 до 0,7 м / с або скористатися рекомендаціями виробника при їх наявності.

Розрахунок гідравлічного опору системи опалення: втрата тиску

Втрата тиску на певній ділянці системи, яку також називають терміном «гідравлічний опір», являє собою суму всіх втрат на гідравлічне тертя і в локальних опорах. Даний показник, вимірюваний в Па, вираховується за формулою:

Pуч = R * l + (( * 2) / 2) *

де
- швидкість використовуваного теплоносія, яка вимірюється в м / с.

- щільність теплоносія, яка вимірюється в кг / м3.

R-втрати тиску в трубопроводі, вимірювані в Па / м.

l - розрахункова довжина трубопроводу на ділянці, яка вимірюється в м.

- сума коефіцієнтів локальних опорів на ділянці обладнання та запірно-регулюючої арматури.

Що стосується загального гідравлічного опору, то воно являє собою суму всіх гідравлічних опорів розрахункових ділянок.

Гідравлічний розрахунок двотрубної системи опалення: вибір основної гілки системи

Якщо система характеризується попутним рухом теплоносія, то для двотрубної системи вибирається кільце найзавантаженішого стояка через нижній прилад опалення. Для однотрубної системи - кільце через самий завантажений стояк.

Якщо система характеризується тупиковим рухом теплоносія, то для двотрубної системи вибирається кільце нижнього приладу опалення для найзавантаженішого з найбільш віддалених стояків. Відповідно, для однотрубної опалювальної системи вибирається кільце через найбільш завантажений з віддалених стояків.

Якщо мова йде про горизонтальну опалювальній системі, то вибирається кільце через найбільш завантажену гілку, яка відноситься до нижнього поверху. Говорячи про завантаження, ми маємо на увазі показник «теплове навантаження», який був описаний вище.