Гидравлический расчет системы отопления с попутным.. Пример гидравлического расчета теплопроводов.

Гидравлический расчет системы отопления с попутным.. Пример гидравлического расчета теплопроводов.

Проведем гидравлический расчет двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и попутным движением воды (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Расчетная аксонометрическая схема двухтрубной водяной системы

Система присоединена к тепловой сети через элеватор. Располагаемое давление в тепловой сети на вводе в здание р _э = 130 000 Па. Температура воды в подающей линии тепловой сети t ₁ = 150°C, в обратной — t _о = 70°С. Температура воды, поступающей в систему t _г = 90°С, на выходе из системы t _о = 70°C . Тепловые нагрузки, длина расчетных участков и другие расчетные данные показаны на рис. 5.19. Рассчитать гидроэлеватор.

Решение. Главное циркуляционное кольцо проходит через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного среднего стояка 3, поскольку система отопления — с попутным движением воды.

Расчетное циркуляционное давление Δр _р для главного циркуляционного кольца определяем по формуле (5.18) с учетом формулы (18.5).

Коэффициент смещения и определяем по формуле (18.1)

где Е = 0,4—коэффициент. Расстояние от центра расчетного прибора до центра элеватора теплового пункта h =2 м; разность р _о — р _г =15,91 кг/м³. Естественное давление Δр _е.трдля главного циркуляционного кольца по прил. 4 равно 125 Па.

Определяем ориентировочную удельную потерю давления на трение по формуле (5.29):

где 0,65 — предполагаемая доля потерь на трение в общих потерях давления в теплопроводах системы с искусственной циркуляцией.

Для расчета теплопроводов используем прил. 6. Количество воды G _{y ч} , кг/ч, протекающей по каждому участку циркуляционного кольца, определяем по формуле (5.30).

Результаты расчета по всем участкам записываем в бланк (табл. 5.3). По найденным расходам на участках и величине R _{с p} по прил. 6 устанавливают фактические удельные потери давления на трение R , диаметры труб и скорости движения воды w , заносят их значения в гр. 7, 5, 6 табл. 5.3. При этом возможны большие расхождения между R _{с p} и R , особенно на расчетных участках с малыми расходами. Заниженные потери на этих участках должны быть компенсированы некоторым завышением потерь давления на других участках. Определяют потери давления на трение по всей длине участка Rl и заносят их величину в гр. 8, табл. 5.3.

Коэффициенты местного сопротивления на каждом участке определяем по прил. 5, значения ∑ζ заносим в гр. 9, табл. 5.3. Перечень местных сопротивлений по участкам главного циркуляционного кольца приведен в табл. 5.4, По скорости w , используя прил. 7, определяем значение динамического давления р _д и по формуле (5.27) находим потери давления в местных сопротивлениях Z (заносим в гр. 17, табл. 5.3). Имея значения R l и Z, определяем суммарные потери давления на всех участках главного циркуляционного кольца ∑ ( R l + Z ) _г.ц.к и сравниваем со значением Δр _р . Как видно из табл. 5.3, невязка по предварительному расчету оказалась недопустимо большой (—13,7%), поэтому следует изменить диаметры участков, на которых фактические удельные потери давления на трение намного завышены относительно R _ср . Как видно из табл. 5.3, такими являются участки 4 и 8. Изменив диаметр теплопроводов на этих участках на 25 мм, выполняем их перерасчеты. В результате запас давления составил 9,3% (табл. 5.3), что допустимо (5.28). После расчета главного циркуляционного кольца приступаем к расчету и увязке колец через прибор нижнего этажа стояков 1 и 5 , принимая за опорное главное циркуляционное кольцо. В каждом из указанных колец требуется расчет не всех участков: в кольце через стояк 5— 19, 20, 21, 22, 23 и 24, в кольце через стояк а остальные участки этих колец являются общими с участками главного циркуляционного кольца, и их диаметры уже определены. Таким образом, рассчитываем полукольца через стояки и . Результаты расчета сведены в табл. 5.3. Значения коэффициентов местных сопротивлений полуколец через стояки и приведены в табл. 5.5 и 5.6. Как видно из табл. 5.3 невязки потерь давления по параллельным полукольцам через стояки и составили — 0,8 % и — 0,4% соответственно, что вполне допустимо (п. 3.35, ).

Расчет коллекторной системы отопления. Зачем нужен коллектор, принцип работы

Устройство данного сантехнического прибора очень простое. По сути, это кусок трубы большого диаметра, оснащенный резьбовыми штуцерами для подключения контуров водяной системы. Длина гребенки отопления зависит от числа присоединений, основная линия обычно подводится к торцу.

Что происходит в коллекторе, куда поступает вода из 2…10 параллельных ветвей:

1. Из нескольких магистралей в сборный трубопровод попадает теплоноситель с различными параметрами – температурой, скоростью течения, расходом за единицу времени.
2. В большом проходном сечении гребенки скорость движения воды снижается, уменьшается гидравлическое сопротивление.
3. Смешиваясь в главной камере, разные потоки обретают на выходе одинаковую температуру и скорость.

Схема работы коллекторной трубы для сбора теплоносителя

Итак, задача коллектора – сбор теплоносителя, выравнивание его параметров и отправка обратно в котел по основной линии. Без гребенки не обойтись, когда нужно свести в один трубопровод несколько магистралей с разным расходом воды, гидравлическим сопротивлением и протяженностью. Попробуйте соединить такие ветви на тройниках — 2–3 контура сразу перестанут нормально работать.

Распределительный коллектор отопления действует аналогичным образом, только в обратном направлении. Вода от котла, медленно протекающая через основную камеру, расходится в требуемом количестве по второстепенным линиям.

Устройство коллектора отопления очень простое. Оно представляет собой кусок трубы большого диаметра, оснащенный резьбовыми штуцерами для подключения контуров водяной системы. Длина гребенки отопления зависит от числа присоединений, основная линия обычно подводится к торцу.

Принцип работы коллектора

Коллектор предназначен для сбора теплоносителя из 2…10 параллельных ветвей. Схема работы коллекторной трубы для сбора теплоносителя представлена ниже:

Задача коллектора – собрать теплоноситель, выровнять его параметры и отправить его обратно в котел по основной линии. Без гребенки не обойтись, когда нужно свести в один трубопровод несколько магистралей с разным расходом воды, гидравлическим сопротивлением и протяженностью. Попробуйте соединить такие ветви на тройниках — 2–3 контура сразу перестанут нормально работать.

Распределительный коллектор отопления

Распределительный коллектор отопления действует аналогичным образом, только в обратном направлении. Вода от котла, медленно протекающая через основную камеру, расходится в требуемом количестве по второстепенным линиям.

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/stati/raschet-gidravliki-sistemy-otopleniya-gidravlicheskiy-raschet-sistemy-otopleniya

Расчет водяного отопления. Расчет рабочих параметров системы отопления

После того, как был выбран тип котла, можно приступать к приблизительному расчету системы отопления частного дома, батарей, радиаторов. Для обустройства комфортной системы отопления необходимо вычислить требуемую мощность котла и другие важные параметры. Расчет отопления для частного дома не вызовет трудностей даже у человека, который далек от вопросов теплоснабжения, проектирования, поскольку выполняется он по довольно простой формуле. Нужно лишь умножить площадь отапливаемой комнаты на мощность агрегата, а произведение этих двух чисел разделить на десять.

По этой формуле расчета отопления можно рассчитать требуемую мощность котла, теплоотдачу, потери тепла, исходя из информации о площади комнат.

Важно: при определении суммарной площади комнат для расчета показателей необходимо обязательно учитывать не только те помещения, где будут установлены радиаторы, но и все помещения, конструкции которых имеют хотя бы одну внешнюю стену, соприкасающуюся с внешней средой.

То есть, чтобы просчитать систему обогрева, нужно сложить площади комнат с внешними стенами и добавить небольшой запас мощности к полученному результату. Второй параметр, нужный для расчетов, – это поправка на особенности климата. Ее рассчитывают, исходя из того, в каком регионе и, соответственно, климатической зоне находится отапливаемый дом. Так, для центральных регионов с довольно мягкими зимами коэффициент климатической мощности составит 1,3 – 1,6 кВт, для южных и того меньше – 0,8 – 0,95 кВт, а вот для северных – 1,6 – 2,2 кВт.

Зная площадь всех комнат с внешними стенами и коэффициент климатической мощности, можно выполнить расчет. Допустим, общая площадь комнат в нашем доме составляет 100 м², а расположен он в зоне с умеренным климатом:

Nk=100 × 1,3 / 10=13 кВт

Значит, нам потребуется котел мощностью в 15-16 кВт. Небольшой запас мощности закладывают на случай увеличения площади дома за счет пристроек или для особенно «суровой» зимы.

Если вы сомневаетесь в точности расчетов отопления в жилом доме, то всегда можете подобрать котел, обратившись за помощью к менеджерам компании «Теплодар». Достаточно лишь назвать площадь помещения (в кв.м.), вид топлива, установки, особенности жилья и дополнительные функции, и специалист подберет для вас необходимые варианты, подходящие под эти требования. Также можно ограничить подборку по цене.

Расчет системы отопления с естественной циркуляцией. Параметры отопления, используемые для расчета диаметра труб

• объем контура отопления;
• скорость движения теплоносителя;
• теплоемкость;
• перепад давления горячего и остывшего теплоносителя;
• высота контура.

Объем жидкости в системе с естественной циркуляцией, сам по себе, не играет ключевой роли. Чем больше теплоносителя, тем больше тратится топлива для нагрева, однако за счет увеличенного объема повышается давление циркуляции, что способствует росту КПД отопления.

Диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией выбирается по возможности большим. Особенно, когда нет возможности повысить общую высоту контура.

Нужно распределять трубы и радиаторы таким образом, чтобы сократить путь от котла к радиатору. Слишком длинные линии на подаче, хоть и обеспечат больший напор в системе, однако снизят эффективность обогрева в дальних ее точках. При этом влияние оказывает только высота участка.

Скорость жидкости ограничивается в пределах 0,4-0,6 м/с, что позволит снизить до минимума сопротивление в трубах. Желательно поддерживать переходной тип движения воды в трубах между ламинарным (равномерным) и турбулентным (с завихрениями).

Требуемая мощность рассчитывается по формуле:

Qt = V*dт*k/860,

где V – объем помещения в метрах кубических, dt – перепад температуры на улице и в помещении, k – коэффициент теплопотерь для ограждающих конструкций помещения. Это приближенная формула расчета.

При естественной циркуляции важен напор циркуляции. Жидкость движется исключительно под действием сил гравитации. Горячий теплоноситель поступает в трубы, расположенные выше котла, например под потолком или на чердаке. В радиаторах тепло переходит к внутреннему воздуху помещения. Холодная вода имеет большую плотность и тяжелее горячей, потому она опускается, создавая естественный поток, стекая в котел, где вновь нагревается, образуя неразрывный цикл

Основная формула напора естественной циркуляции:

Δpт= h*g*(ρот – ρпт),

где h – высота в метрах, g – ускорение свободного падения, ρпт и ρот – плотность воды в среднем значении в подающем трубопроводе и обратном.

Схема для расчета высоты уровня воды

Основной параметр, влияющий на эффективность отопления – это высота уровня воды в системе, разница между уровнями подвода и отвода воды от радиатора. Именно она задает необходимый циркуляционный напор под действием сил тяжести. Для двухтрубного горизонтального подключения высота считается между средней линией радиатора и средней линией котла, потому логично, что котел должен располагаться значительно ниже. Для одноэтажного дома это означает расположение котла в подвальном помещении.

Высота при вертикальном распределении обозначает разницу уровней подводящей линии и обратной, при условии, что котел находится именно на уровне отводящей линии или немного ниже. Однако часто технически невозможно распределить котел и радиаторы на достаточной разнице высот, потому следует уменьшать сопротивление контура, в том числе увеличивать диаметр труб.

Иногда достаточно установить разгонный коллектор, «Л»-образный участок труб,ы дополнительно повышающий высоту контура отопления. Формировать его следует непосредственно от котла вверх и от верхней точки по пологому пути к первому радиатору в контуре.

Как определить гидравлическое сопротивление системы отопления. Гидравлические вычисления

Основными гидравлическими показателями, необходимыми для проведения расчетов, являются:

• Скорость циркуляции теплоносителя внутри контура.
• Уровень сопротивляемости труб и арматуры.
• Объем воды.

Каждый из этих показателей напрямую связан с остальными: любое изменение какого-то параметра влечет за собой перемену общей картины. К примеру, уменьшение диаметра провоцирует не только убыстрение движения теплоносителя: увеличивается также и гидравлическое сопротивление. И наоборот, при увеличении сечения труб происходит уменьшение скорости и сопротивления. Учитывая эту тенденцию, можно без труда добиться сокращения расходов на материалы, улучшения эффективности и надежности обогрева жилища.

Система обогрева состоит из четырех главных элементов:

1. Регулирующая (термоклапаны, термовентили) и запорная арматура (шаровые краны, вентиля).
2. Трубопровод.
3. Батареи водяного отопления.
4. Источник тепловой энергии (котельное оборудование).

Для этих элементов характерно наличие индивидуальных параметров, требующих учета при организации отопления. Обычно фирмами-изготовителями на выпускаемом оборудовании указывается информация о характеристиках: это касается как обычных отопительных радиаторов, так и любых расходных материалов. Для упрощения расчета были разработаны специальные таблицы и диаграммы. К примеру, для облегчения подбора полипропиленовых труб они сопровождаются документацией со специальными номограммами для гидравлических расчетов.

Порядок гидравлического расчета системы отопления. Расчет гидравлики водяной системы отопления

Теплоноситель циркулирует по системе под давлением, которое не является постоянной величиной. Оно снижается из-за наличия сил трения воды о стенки труб, сопротивления на трубной арматуре и фитингах. Домовладелец также вносит свою лепту, корректируя распределение тепла по отдельным помещениям.

Давление растет, если температура нагрева теплоносителя повышается и наоборот – падает при ее снижении.

Чтобы избежать разбалансировки отопительной системы, необходимо создать условия, при которых к каждому радиатору поступает столько теплоносителя, сколько необходимо для поддержания заданной температуры и восполнения неизбежных теплопотерь.

Главной целью гидравлического расчета является приведение в соответствие расчетных расходов по сети с фактическими или эксплуатационными.

На данном этапе проектирования определяются:

• диаметр труб и их пропускная способность;
• местные потери давления по отдельным участкам системы отопления;
• требования гидравлической увязки;
• потери давления по всей системе (общие);
• оптимальный расход теплоносителя.

Для производства гидравлического расчета необходимо проделать некую подготовку:

1. Собрать исходные данные и систематизировать их.
2. Выбрать методику расчета.

Первым делом проектировщик изучает теплотехнические параметры объекта и выполняет теплотехнический расчет. В итоге у него появляется информация о количестве тепла, необходимом для каждого помещения. После этого выбираются отопительные приборы и источник тепла.

Схематичное изображение отопительной системы в частном доме

На стадии разработки принимается решение о типе отопительной системы и особенностях ее балансировки, подбираются трубы и арматура. По окончании составляется аксонометрическая схема разводки, разрабатываются планы помещений с указанием:

• мощности радиаторов;
• расхода теплоносителя;
• расстановки теплового оборудования и пр.

Все участки системы, узловые точки маркируются, подсчитывается и наносится на чертеж длина колец.

Расчет двухтрубной системы отопления. Гидравлический расчет 2-трубной системы отопления

• Гидравлический расчет отопительной системы с учетом трубопроводов
• Пример гидравлического расчета двухтрубной гравитационной системы отопления

Для чего нужен гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Каждое здание индивидуально. В связи с этим отопление с определением количества тепла будет индивидуальным. Сделать это можно при помощи гидравлического расчета, при этом облегчить задачу может программа и таблица расчета.

Расчет системы отопления дома начинают с выбора топлива, исходя из учета потребностей и особенностей инфраструктуры местности, где расположен дом.

Цель гидравлического расчета, программа и таблица которого есть в сети, заключается в следующем:

• определение количества нагревательных приборов, которые необходимы;
• подсчет диаметра и количества трубопроводов;
• определение возможной потери отопления.

Все подсчеты должны производиться по схеме отопления со всеми элементами, которые входят в систему. Подобная схема и таблица должны быть предварительно составлены. Для проведения гидравлического расчета понадобится программа, аксонометрическая таблица и формулы.

Двухтрубная система отопления частного дома с нижней разводкой.

За расчетный объект принимается более нагруженное кольцо трубопровода, после чего определяется необходимое сечение трубопровода, возможные потери давления всего контура отопления, оптимальная площадь поверхности радиаторов.

Проведение подобного расчета, для чего используется таблица и программа, может создать четкую картину с распределением всех сопротивлений в контуре отопления, которые существуют, а также позволяет получить точные параметры температурного режима, расхода воды в каждой части отопления.

Гидравлический расчет в результате должен выстроить наиболее оптимальный план отопления собственного дома. Не нужно полагаться исключительно на свою интуицию. Таблица и программа расчета упростят процесс.

Гидравлический расчет лучевой системы отопления. Лучевая разводка системы отопления: элементы и особенности

Такая система отопления как лучевая идеально подходит для многоэтажных домов, которые имеют множество квартир. Эта система отопления снижает энергопотребление и повышает эффективность работы отопительного прибора. Принцип работы такой системы очень простой, но имеет некоторые особенности. Например, если в доме всего несколько этажей, то коллектора необходимо ставить на всех этажах, кроме того нужно учесть, что есть вариант установки нескольких коллекторов сразу, а от них уже идет и сама разводка трубопровода системы отопления.

Еще отметим, то, что данная система будет эффективной только в случае, если дом имеет хорошее утепление и не обладает большой тепловой потерей. В случае утепления дома внутри и с наружи, то проблем с эффективностью лучевого отопления не возникнет. А если наоборот дом не утеплен ни с одной из сторон, то все полученное тепло будет распространяться только на оконные панели, полы и стены. Лучевая система имеет сложную конструкцию, в которую входят основные и дополнительные элементы, они необходимы для выполнения качественной системы отопления.

Основными составляющими являются 4 элемента:

Одним из основных элементов принято считать котел

От него и подается тепло по системе отопления и радиаторам.Не менее важной частью такой системы является насос. Он циркулирует теплоноситель по системе отопления и создает давление в ней. Такой насос обеспечивает поддержание комфортной температуры в помещение и гарантирует эффективность в работе всей системы.Гребенка, в народе коллектор, так же является основной частью в лучевой системе отопления

Эта составляющая лучевого отопления, которая равномерно распределяет подачу тепла по всему помещению дома.Шкаф – это место где скрывают все элементы разводки. В такой шкаф устанавливают коллектор, прячут трубы и арматуру. Он имеет очень простую конструкцию, но, не смотря на это, является, очень функциональным и практичным. Располагаться, он может как снаружи, так и внутри в стены.

Такой насос обеспечивает поддержание комфортной температуры в помещение и гарантирует эффективность в работе всей системы.Гребенка, в народе коллектор, так же является основной частью в лучевой системе отопления. Эта составляющая лучевого отопления, которая равномерно распределяет подачу тепла по всему помещению дома.Шкаф – это место где скрывают все элементы разводки. В такой шкаф устанавливают коллектор, прячут трубы и арматуру. Он имеет очень простую конструкцию, но, не смотря на это, является, очень функциональным и практичным. Располагаться, он может как снаружи, так и внутри в стены.

Каждый из компонентов играет свою особую роль. Отсутствие одного из них делает процесс обогрева невозможным.

В случае сравнения лучевой системы с обычными системами, которые всем известны на сегодняшний день, то лучевая система имеет в несколько раз больше преимуществ, чем системы отопления старого поколения.

Основные преимущества:

• Такую систему не видно, а все составляющие части и трубы скрыты и не портят интерьер помещения;
• Не имеет соединений между отопительным котлом и коллектором, а это означает, что не имеет слабых мест;
• Установка отопительной системы можно выполнять собственными силами, а это экономит средства и при этом качество выполняемых работ оптимальное;
• Система работает стабильно и именно это исключает гидравлические удары и выход из строя отопительной системы;
• В случае необходимости ремонта любого участка системы, нет необходимости в отключении всей системы, так как ремонт такой системы не сложный и не требует разрушений конструкции или сложных мест монтажа;
• Доступная ценовая политика и простой монтаж.

Есть так же один основной недостаток. Таким недостатком является, то, что системы данного отопления обладают индивидуальной конструкцией, в основном эта деталь касается собственных домов. Именно из-за этого стоимость может возрасти или снизится. А также не все могут справиться с установкой и настройкой, такой системы таким людям придется обращаться к специалистам и за это конечно придется заплатить.

Не целесообразно устанавливать такую систему отопления в одноэтажных частных домах, которые имеют меньше трех комнат.

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/novosti/gidravlicheskiy-raschet-sistemy-otopleniya-s-primerami-gidravlicheskiy-raschet-otopitelnoy