Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

Содержание

Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

Что ещё учитывается при расчёте газопроводной магистрали

В результате трения о стенки скорость газа по сечению трубы различается – по центру она быстрее. Однако применяется для расчётов средний показатель – одна условная скорость.

Различают два вида перемещения по трубам: ламинарное (струйное, характерное для труб с малым диаметром) и турбулентное (имеет неупорядоченный характер движения с непроизвольным образованием вихрей в любом месте широкой трубы).

Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаРасчет диаметра трубопровода магистрального газоснабжения

Газ перемещается не только из-за оказываемого на него внешнего давления. Его слои оказывают давление между собой. Поэтому учитывается и фактор гидростатического напора.

На скорость перемещения влияют и материалы труб. Так в стальных трубах в процессе эксплуатации увеличивается шероховатость внутренних стенок и оси сужаются по причине зарастания. Полиэтиленовые трубы, наоборот, увеличиваются во внутреннем диаметре с уменьшением толщины стенок. Всё это учитывается при расчётном давлении.

Двухтрубная система отопления дома особенности расчета, схемы и монтаж

Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

Даже несмотря на относительный несложный процесс установки и сравнительную маленькую протяженность трубопровода в случае с однотрубными системами отопления, на рынке специализированного оборудования все так же остаются на первых позициях двухтрубные отопительные системы.

Хоть и недлинный, но весьма убеждающий и содержательный список достоинств и плюсов двухтрубной отопительной системы оправдывает покупку и последующее использование контуров с прямой и обратной магистралью.

Поэтому многие потребители предпочитает её другим разновидностям, закрывая глаза на то, что установка системы не так уж и легка.

Как работать в EXCEL

Использование таблиц Excel очень удобно, поскольку результаты гидравлического расчёта всегда сводятся к табличной форме. Достаточно определить последовательность действий и подготовить точные формулы.

Ввод исходных данных

Выбирается ячейка и вводится величина. Вся остальная информация просто принимается к сведению.

  • значение D15 пересчитывается в литрах, так легче воспринимать величину расхода;
  • ячейка D16 — добавляем форматирование по условию: «Если v не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки красный/шрифт белый».

Для трубопроводов с перепадом высот входа и выхода к результатам добавляется статическое давление: 1 кг/см2 на 10 м.

Оформление результатов

Авторское цветовое решение несёт функциональную нагрузку:

  • Светло-бирюзовые ячейки содержат исходные данные – их можно менять.
  • Бледно-зелёные ячейка — вводимые константы или данные, мало подверженные изменениям.
  • Жёлтые ячейки — вспомогательные предварительные расчёты.
  • Светло-жёлтые ячейки — результаты расчётов.
  • Шрифты:
    • синий — исходные данные;
    • чёрный — промежуточные/неглавные результаты;
    • красный — главные и окончательные результаты гидравлического расчёта.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Результаты в таблице Эксель

    Пример от Александра Воробьёва

    Пример несложного гидравлического расчёта в программе Excel для горизонтального участка трубопровода.

    • длина трубы100 метров;
    • ø108 мм;
    • толщина стенки 4 мм.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Таблица результатов расчёта местных сопротивлений

    Усложняя шаг за шагом расчёты в программе Excel, вы лучше осваиваете теорию и частично экономите на проектных работах. Благодаря грамотному подходу, ваша система отопления станет оптимальной по затратам и теплоотдаче.

    Отопление с двумя магистралями

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Отличительная особенность строения конструкции двухтрубной системы отопления состоит в двух трубопроводных разветвлений.

    Первое проводит и направляет нагретую в котле воду по всем необходимым устройствам и приборам.

    Другое же собирает и выводит уже охлажденную в процессе работы воду и отправляет ее теплогенератор.

    В однотрубном виде конструкции системы вода, в отличие от двухтрубной, где она проводится по всем трубам обогревательных приборов с одинаковым показателем температуры, претерпевает значительную потерю необходимых для стабильного процесса отопления характеристик на подходе к замыкающей части трубопровода.

    Протяженность труб и затраты, напрямую связанные с нею, увеличиваются при выборе двухтрубной отопительной системы вдвойне, однако это относительно незначительный нюанс на фоне явных достоинств.

    Во-первых, для создания и монтировки двухтрубной конструкции отопительной системы вовсе не понадобится трубы с большим значением диаметра и, ввиду этого не будет создаваться та или иная преграда на пути как в случае с однотрубным контуром.

    Все необходимые крепежи, вентили и другие детали конструкции тоже гораздо меньше в размере, поэтому разница в стоимости будет весьма незаметна.

    Одно из самых главных достоинств подобной системы то, что существует возможность монтировки вблизи каждой из батарей термостатов и значительно сократит расходы и преумножит удобство эксплуатации.

    Ко всему прочему, тонкие разветвления подающей и обратной магистрали также вовсе не мешают целостности интерьера жилого помещения, к тому же их можно и попросту спрятать за обшивкой или в самой стене.

    Разобрав по полочкам все достоинства и нюансы обоих отопительных систем, хозяева, как правило, все же предпочитают выбирать двухтрубную систему. Однако необходимо выбрать один из нескольких вариантов подобных систем, который, по мнению самих хозяев, будет самым функциональным и рациональным в применении.

    Классификация газопроводов

    Современные газопроводы – это целая система комплексов сооружений, предназначенных для транспортировки горючего топлива от мест его добычи до потребителей. Поэтому по предназначению они бывают:

    • Магистральными – для транспортировки на большие расстояния от мест добычи до пунктов назначения.
    • Местными – для сбора, распределения и подачи газа к объектам населённых пунктов и предприятий.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    По магистральным трассам сооружаются компрессорные станции, которые нужны для поддержания в трубах рабочего давления и поставки газа до назначенных пунктов к потребителям в необходимых объёмах, рассчитанных заранее. В них газ очищается, осушается, сжимается и охлаждается, а затем возвращается в газопровод под определённым давлением, необходимым для данного участка прохождения топлива.

    Местные газопроводы, расположенные в населённых пунктах, классифицируются:

    • По виду газа – транспортироваться может природный, сжиженный углеводородный, смешанный и др.
    • По давлению – на разных участках газ бывает с низким, средним и высоким давлением.
    • По расположению – наружные (уличные) и внутренние, надземные и подземные.

    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.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    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.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    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.

    Элементы, которые нужны:

    Основные уравнения гидравлического расчёта газопровода

    Для расчёта движения газа по трубам берутся значения диаметра трубы, расходы топлива и потеря напора. Вычисляется в зависимости от характера движения. При ламинарном – расчёты производятся строго математически по формуле:

    Р1 – Р2 = ∆Р = (32*μ*ω*L)/D2 кг/м2 (20), где:

    • ∆Р – кгм2, потери напора в результате трения;
    • ω – м/сек, скорость движения топлива;
    • D – м, диаметр трубопровода;
    • L – м, длина трубопровода;
    • μ — кг сек/м2, вязкость жидкости.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    При турбулентном движении невозможно применить точные математические расчёты по причине хаотичности движения. Поэтому применяются экспериментально определяемые коэффициенты.

    Рассчитываются по формуле:

    Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), где:

    • Р1и Р2 – давления в начале и конце трубопровода, кг/м2;
    • λ – безразмерный коэффициент сопротивления;
    • ω – м/сек, средняя по сечению трубы скорость движения газа;
    • ρ – кг/м3, плотность топлива;
    • D – м, диаметр трубы;
    • g – м/сек2, ускорение силы тяжести.

    Видео: Основы гидравлического расчета газопроводов

    • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
    • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
    • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
    • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
    • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
    • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

    2 Метод удельных линейных потерь давления

    Последовательность
    гидравлического расчета методом удельных
    линейных потерь давления:

    а) вычерчивается
    аксонометрическая схемасистемы отопления
    (М 1:100).
    На
    аксонометрической схеме выбирается
    главное циркуляционное кольцо. Для
    проведения гидравлического расчета
    выбираем наиболее нагруженное кольцо,
    которое является расчетным (главным),
    и второстепенное кольцо (приложение
    Ж).При
    тупиковом движении теплоносителя
    главное циркуляционное кольцо проходит
    через наиболее нагруженный и удаленный
    от теплового центра (узла) стояк, при
    попутном движении – через наиболее
    нагруженный средний стояк.

    б) главное циркуляционное
    кольцо разбивается на расчетные участки,
    обозначаемые порядковым номером (начиная
    от реперного стояка); указывается расход
    теплоносителя на участке G
    , кг/ч, длина участка l,
    м;

    в) для предварительного
    выбора диаметра труб определяются
    средние удельные потери давления на
    трение:

    где j
    – коэффициент, учитывающий долю потерь
    давления на магистралях и стояках, j=0,3
    –для магистралей, j=0,7
    – для стояков;

    Δpр – располагаемое
    давление в системе отопления, Па,

    г) по величине Rсри
    расходу теплоносителя на участке G(приложение Е) находятся
    предварительные диаметры труб d,
    мм, фактические удельные потери давления
    R, Па/м, фактическая
    скорость теплоносителя υ,
    м/с. Полученные данные заносятся в
    таблицу 5.2.

    д) определяются потери
    давления на участках:

    где R –
    удельные потери давления на трение,
    Па/м;

    l – длина участка, м;

    Z
    – потери давления на местных сопротивлениях,
    Па,

    ξ – коэффициент,
    учитывающий местное сопротивление на
    участке, (приложения Б, В);

    ρ – плотность
    теплоносителя, кг/м3,
    (приложение Д);

    υ — скоростьтеплоносителя
    на участке, м/с, (приложение Е);

    е) после предварительного
    выбора диаметров труб выполняется
    гидравлическая увязка, которая не должна
    превышать 15%.

    ж) если увязка проходит,
    то начинают выполнять расчет второстепенных
    циркуляционных колец (аналогично), если
    же нет, то на нужных участках устанавливаются
    шайбы. Диаметр шайбы подбирают по
    формуле:

    где
    Gст
    – расход теплоносителя в стояке, кг/ч,
    (таблица 3.3);

    рш
    – требуемые потери давления в шайбе,
    Па.

    Диафрагмы
    устанавливаются у крана на основании
    стояка в месте присоединения к подающей
    магистрали.

    Диафрагмы
    диаметром менее 5 мм не устанавливаются.

    По
    результатам расчетов заполняются
    таблицы5.2, 5.3.

    1.
    Графа 1
    – проставляем номера участков;

    2.
    Графа 2
    – в соответствии с аксонометрической
    схемой по участкам записываем тепловые
    нагрузки, Q,
    Вт;

    3.
    Рассчитываем расход воды в реперном
    стояке для расчетного участка (формула
    5.1), графа 3:

    4.
    В соответствии с таблицей 4.2 по диаметру
    стояка Dу,
    мм выбираем диаметры подводок и
    замыкающего участка: Dу(п),
    мм; Dу(з),
    мм.

    5.
    Рассчитываем коэффициенты местных
    сопротивлений на участке 1 (приложения
    Б, В), сумму записываем в графу 10 таблиц
    5.2, 5.3.

    На
    границе двух участков местное сопротивление
    относим к участку с меньшим расходом
    воды.

    Результаты
    расчетов сведены в таблицу 5.1.

    Таблица
    5.1 – Местные сопротивления на расчетных
    участках

    № участка,
    вид местного сопротивления

    2
    тройника на проход, =1;

    Например:
    Стояк 3

    1)
    чугунный радиатор – 3 шт., =1,4;

    2)
    кран регулирующий двойной регулировки
    – 6 шт., =13;

    3)
    отвод гнутый под углом 90
    – 6 шт., =0,6;

    4)
    вентиль обыкновенный прямоточный –
    2 шт., =3;

    5)
    тройник поворотный на ответвление –
    2 шт., =1,5.

    ст3
    = 3х1,4+ + 6х13 + 6х0,6 + 2х3 + 2х1,5 = 96,2

    Почему необходимо проводить расчёт газопровода

    На протяжении всех участков газопроводной магистрали проводятся расчёты для выявления мест, где в трубах вероятны появления возможных сопротивлений, изменяющих скорость подачи топлива.

    Если все вычисления сделать правильно, то можно подобрать наиболее подходящее оборудование и создать экономичный и эффективный проект всей конструкции газовой системы.

    Это избавит от лишних, завышенных показателей при эксплуатации и расходов в строительстве, которые могли бы быть при планировании и установке системы без гидравлического расчёта газопровода.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Появляется лучшая возможность подбора нужного размера в сечении и материалов труб для более эффективной, быстрой и стабильной подачи голубого топлива в запланированные точки системы газопровода.

    Обеспечивается оптимальный рабочий режим всей газовой магистрали.

    Застройщики получают финансовую выгоду при экономии на закупках технического оборудования, строительных материалов.

    Производится правильный расчёт газопроводной магистрали с учётом максимальных уровней расхода горючего в периоды массового потребления. Учитываются все промышленные, коммунальные, индивидуально-бытовые нужды.

    Обзор программ

    Для удобства расчётов применяются любительские и профессиональные программы вычисления гидравлики.

    Самой популярной является Excel.

    Можно воспользоваться онлайн-расчётом в Excel Online, CombiMix 1.0, или онлайн-калькулятором гидравлического расчёта. Стационарную программу подбирают с учётом требований проекта.

    Главная трудность в работе с такими программами — незнание основ гидравлики. В некоторых из них отсутствуют расшифровки формул, не рассматриваются особенности разветвления трубопроводов и вычисления сопротивлений в сложных цепях.

    • HERZ C.O. 3.5 – производит расчёт по методу удельных линейных потерь давления.
    • DanfossCO и OvertopCO – умеют считать системы с естественной циркуляцией.
    • «Поток» (Potok) — позволяет применять метод расчёта с переменным (скользящим) перепадом температур по стоякам.

    Следует уточнять параметры ввода данных по температуре — по Кельвину/по Цельсию.

    Расчёт объема воды и вместительность расширительного бака

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаОбъем расширительного бачка должен равняться 1/10 всего объема жидкости

    Для расчета рабочих характеристик расширительного бачка, обязательного для любой системы отопления закрытого типа, потребуется разобраться с явлением увеличения объема жидкости в ней. Этот показатель оценивается с учетом изменения основных рабочих характеристик, включая колебания ее температуры. Она в этом случае изменяется в очень широком диапазоне – от комнатных +20 градусов и вплоть до рабочих значений в пределах 50-80 градусов.

    Вычислить объем расширительного бака удастся без лишних проблем, если воспользоваться проверенной на практике приблизительной оценкой. Она основана на опыте эксплуатации оборудования, согласно которому объем расширительного бачка составляет примерно одну десятую часть от общего количества теплоносителя, циркулирующего в системе

    При этом во внимание принимаются все ее элементы, включая отопительные радиаторы (батареи), а также водяную рубашку котельного агрегата. Для определения точного значения искомого показателя потребуется взять паспорт эксплуатируемого оборудования и найти в нем пункты, касающиеся емкости батарей и рабочего бака котла

    После их определения излишки теплоносителя в системе найти совсем несложно. Для этого сначала вычисляется площадь поперечного сечения полипропиленовых труб, а затем полученное значение умножается на длину трубопровода. После суммирования по всем веткам отопительной системы к ним добавляются взятые из паспорта цифры для радиаторов и котла. От итоговой суммы затем отсчитывается одна десятая часть.

    Расчёт параметров теплоносителя

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаКоличество теплоносителя в 1 м трубы в зависимости от диаметра

    Расчет теплоносителя сводится к определению следующих показателей:

    • скорость движения водных масс по трубопроводу с заданными параметрам;
    • их средняя температура;
    • расход носителя, связанный с требованиями к производительности отопительного оборудования.

    Известные формулы расчета параметров теплоносителя (с учетом гидравлики) достаточно сложны и неудобны в практическом применении. В онлайн калькуляторах используется упрощенный подход, позволяющий получить результат с допустимой для этого способа погрешностью

    Тем не менее перед началом монтажа важно побеспокоиться о том, чтобы приобрести насос с показателями не ниже расчетных. Лишь в этом случае появляется уверенность в том, что требования к системе по этому критерию выполнены в полной мере и что она способна обогреть помещение до комфортных температур

    Горизонтальная и вертикальная схемы

    На горизонтальные и вертикальные схемы подобная система отопления делится по местоположению трубопровода, соединяющего все устройства и приборы в одно целое.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Вертикальная обогревательная схема разнится от других тем, что в таком случае все необходимые устройства подсоединяются к стояку, расположенному вертикально.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Хотя ее составление и выйдет в итоге немного дороже, но зато стабильной работе не будут препятствовать образовывающиеся воздушные застои и пробки. Такой решение наиболее подходящее для хозяев квартиры в доме с множеством этажей, так как все отдельно взятые этажи подключается раздельно.

    Двухтрубная система отопления с горизонтальной схемой прекрасно подойдет для одноэтажного жилого дома с относительно большой протяженностью, в котором проще и рациональнее подключить все имеющиеся радиаторные отсеки к горизонтальному трубопроводу.

    Обе разновидности контуров отопительной системы могут похвастаться превосходной гидравлической и температурной устойчивостью, только в первой ситуации в любом случае потребуется калибровка стояков, расположенных вертикально, а во втором – горизонтальных петель.

    Простой трубопровод постоянного сечения

    Основными
    расчетными соотношениями для простого
    трубопровода являются: уравнение
    Бернулли , уравнение расхо­да Q
    = const
    и формулы для расчета потерь напора на
    трение по длине трубы и в местных
    сопротивлениях .

    При
    применении уравнения Бернулли в
    конкретном расчете можно учитывать
    приведенные далее рекомендации. Сна­чала
    следует задать на рисунке два расчетных
    сечения и плос­кость сравнения. В
    качестве сечений рекомендуется брать:

    свободную
    поверхность жидкости в резервуаре, где
    ско­рость равна нулю, т.е. V
    = 0;

    выход
    потока в атмосферу, где давление в
    сечении струи равно давлению окружающей
    среды, т.е. ра6с
    = ратм
    или риз6
    = 0;

    сечение,
    в котором задано (или необходимо
    определить) давление (показания манометра
    или вакуумметра);

    сечение
    под поршнем, где избыточное давление
    определя­ется внешней нагрузкой.

    Плоскость
    сравнения удобно проводить через центр
    тяжести одного из расчетных сечений,
    обычно расположенного ниже (тог­да
    геометрические высоты сечений
    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода0).

    Пусть
    простой трубопровод постоянного сечения
    расположен произвольно в пространстве
    (рис.1), имеет общую длину l
    и диаметр d
    и содержит ряд местных сопротивлений.
    В начальном сечении (1-1) геометрическая
    высота равна z1
    и избыточное давление p1,
    а в конечном (2-2) соответственно z2
    и p2.
    Скорость потока в этих сечениях вследствие
    постоянства диаметра трубы одинакова
    и равна v.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Уравнение
    Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 с учетом
    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода,Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводабудет иметь вид:

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода,

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводасумма
    коэффициентов местных сопротивлений.

    Для
    удобства расчетов введем понятие
    расчетного напора

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаГидравлический расчет отопления с учетом трубопровода,

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода٭

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопровода٭٭

    Определение потерь давления в трубах

    Сопротивление потерь давления в контуре, по которому циркулирует теплоноситель, определяется как их суммарное значение для всех отдельных составляющих. К последним относят:

    • потери в первичном контуре, обозначаемые как ∆Plk;
    • местные издержки теплоносителя (∆Plм);
    • падение давления в особых зонах, называемых “генераторами тепла” под обозначением ∆Pтг;
    • потери внутри встроенной теплообменной системы ∆Pто.

    После суммирования этих величин получается искомый показатель, характеризующий полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.

    Помимо этого обобщенного метода существуют другие способы, позволяющие определить потери напора в трубах из полипропилена. Один из них основан на сравнении двух показателей, привязанных к началу и концу трубопровода. В этом случае вычислить потерю давления можно простым вычитанием начального и конечного его значений, определяемых по двум манометрам.

    Еще один вариант вычисления искомого показателя основан на применении более сложной формулы, учитывающей все факторы, которые влияют на характеристики теплового потока. Приводимое ниже соотношение в первую очередь учитывает потерю напора жидкости из-за большой длины трубопровода.

    • h – потери напора жидкости, в исследуемом случае измеряемые в метрах.
    • λ – коэффициент гидравлического сопротивления (или трения), определяемый по другим расчетным методикам.
    • L – общая длина обслуживаемого трубопровода, которая измеряется в погонных метрах.
    • D –внутренний типоразмер трубы, определяющий объем потока теплоносителя.
    • V – скорость тока жидкости, измеряемая в стандартных единицах (метр за секунду).
    • Символ g – это ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек2.

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаПотери давления происходят из-за трения жидкости о внутреннюю поверхность труб

    Большой интерес представляют потери, вызванные высоким коэффициентом гидравлического трения. Он зависит от шероховатости внутренних поверхностей труб. Используемые в этом случае соотношения справедливы лишь для трубных заготовок стандартной круглой формы. Окончательная формула для их нахождения выглядит так:

    • V – скорость перемещения водных масс, измеряемая в метрах/секунду.
    • D – внутренний диаметр, определяющий свободное пространство для перемещения теплоносителя.
    • Стоящий в знаменателе коэффициент указывает на кинематическую вязкость жидкости.

    Последний показатель относится к постоянным величинам и находится по специальным таблицам, в больших количествах опубликованным в Интернете.

    Расчёт гидравлики отопительных каналов

    Гидравлический расчет отопления с учетом трубопроводаГрамотно рассчитанная гидравлика позволяет правильно распределить диаметр труб по системе

    Гидравлический расчет системы отопления обычно сводится к подбору диаметров труб, проложенных на отдельных участках сети. При его проведении обязательно учитываются следующие факторы:

    • величина давления и его перепады в трубопроводе при заданной скорости циркуляции теплоносителя;
    • его предполагаемый расход;
    • типовые размеры используемых трубных изделий.

    При расчете первого из этих параметров важно принять во внимание мощность насосного оборудования. Ее должно хватать для преодоления гидравлического сопротивления отопительных контуров. При этом решающее значение имеет суммарная длина полипропиленовых труб, с увеличением которой растет общее гидравлическое сопротивление систем в целом

    По результатам проведенного расчета определяются показатели, необходимые для последующего монтажа отопительной системы и соответствующие требованиям действующих нормативов

    При этом решающее значение имеет суммарная длина полипропиленовых труб, с увеличением которой растет общее гидравлическое сопротивление систем в целом. По результатам проведенного расчета определяются показатели, необходимые для последующего монтажа отопительной системы и соответствующие требованиям действующих нормативов.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Проживание в большинстве регионов страны вынуждает заботиться о качественном, надежном и эффективном отоплении собственного жилья. Традиционно для многоквартирных домов применяется централизованное отопление, однако, в последнее время популярными стали автономные системы, которые предусматривают монтаж всех элементов замкнутого контура от котла до радиаторов в пределах одной квартиры.

    Частные дома не имеют подвода централизованного топления, поэтому в них установка независимой отопительной системы является неотъемлемым атрибутом жилья. И для автономных систем в квартирах, и для частного сектора требуется грамотный гидравлический расчет системы отопления. Такой подход обеспечит разумный баланс в использовании материалов и получении необходимого результата в виде достаточной температуры в помещении.

    Систематизация данных

    Чтобы правильно провести гидравлический расчёт системы отопления, понадобится разобраться в основных терминах. Это обеспечит понимание происходящих внутри системы процессов. Например, повышение скорости теплоносителя способно привести к параллельному увеличению в трубопроводе гидросопротивления.

    Когда повышается расход теплоносителя, учитывая трубопровод установленного диаметра, повысится скорость прохождения теплоносителя, а возрастет гидросопротивление. С увеличением трубопровода скорость движения в нем воды понижается, равно как и давление в результате трения.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Принцип работы системы с естественной циркуляцией

    В большинстве традиционных отопительных систем, для которых принято проводить гидравлический расчет отопления, присутствуют следующие обязательные элементы:

    • источник тепловой энергии;
    • магистральный трубопровод;
    • гидравлическая арматура, как запорная, так и регулировочная;
    • отопительные приборы в виде радиаторов.

    Каждый из элементов имеет свои гидравлические характеристики, которые принимаются в виде входных данных для гидравлического расчета системы отопления через онлайн калькулятор.

    Помогают получить практические данные и номограммы от производителей. В некоторых из них указываются понижение давления в трубах, из расчета на 1 м длины. Здесь видна взаимосвязь физических характеристик от гидравлических значений.

    Почему необходимо делать расчет

    Современные системы отопления в большинстве случаев применяют новые технологии и материалы, для которых производители предусмотрели режимы работы с большей эффективностью. Также современные системы способны осуществлять температурный контроль практически на любом этапе и в любой области контуров.

    ВИДЕО: Гидравлический расчёт системы отопления в программе VALTEC.PRG

    Использование усовершенствованной системы обеспечит пониженное энергопотребление отопления. Такой подход позволит повысить экономичность ее использования. Желательно для расчетов и монтажа задействовать более опытных помощников, помогающих учесть многие нюансы:

    • равномерное распределение нагретого теплоносителя между элементами возможно только при правильном монтаже с соблюдением физических законов термодинамики;
    • понижение сопротивления во время перемещения жидкости приводит к минимизации эксплуатационных затрат;
    • повышение диаметра магистральных труб влечет за собой удорожание системы;
    • кроме надежности и безопасности, необходимо обеспечить бесшумность, которая зависит от правильности монтажа.

    Результатом гидравлического расчета системы отопления, пример расчета будет дальше, станет получение следующих значений:

    • значение диаметра труб, которые должны использоваться на том или ином участке системы отопления;
    • гидроустойчивость на разных участках системы;
    • разновидность гидравлической связки всех точек;
    • параметр давления и расхода горячей воды в системе.

    Разбираем пример

    Контур предположительно состоит из десяти радиаторов, имеющих мощность по 1 кВт. Расчетный отрезок будет представлен в виде трубы, располагающейся между радиатором и источником тепла (котлом). Подразумевается, что на участке присутствует труба одинакового диаметра.

    На первом этапе проводится расчет перемещения 10 кВт тепловой энергии, а во второй ситуации в расчет будет включено уже 9 кВт, чтобы обеспечить постепенное уменьшение значения. Гидросопротивление принято рассчитывать как для подачи, так и для обратки.

    Базовую формулу для вычисления в однотрубной схеме для расчетного участка на расход теплоносителя принято брать следующую:

    в которой присутствуют следующие значения:

    • Tуч – значение в ваттах тепловой нагрузки участка;
    • w – константа, обозначающая удельную теплоемкость воды;
    • th – температурное значение разогретого теплоносителя в подающей трубе;
    • tc – температурное значение остывшего теплоносителя в обратной трубе.

    Автоматизировать процесс помогают различные программы для расчета системы отопления, скачать бесплатно их можно на многих сайтах.

    Значения скорости воды и потери давления на трение

    Место размещения трубопровода

    Для расчетов понадобятся также следующие данные:

    • подходящие по типажу отопительные приборы, габариты которых желательно прорисовать на подготовленном плане;
    • проводится подбор труб, их тип и диаметр;
    • тепловой баланс в комнатах, подготовленных для монтажа в них отопления;
    • осуществляется подбор запорной арматуры, при этом необходимо проработать позиции всех составных элементов, как вентилей, так и расположение кола;
    • план расположения должен быть прорисован в точном масштабе, с указанием длин, нагрузок на каждый участок;
    • на плане необходимо будет выявить замкнутый контур.

    Значение перепадов давления

    Расчет перепадов давления также относится к приоритетному вопросу во время монтажа отопления. На перепады влияют наличие следующих факторов:

    • клапаны разделительные или перепускные;
    • значение диаметров труб на отдельных участках;
    • величина гидравлической стойки и балансовый клапан;
    • регулировочные клапаны, смонтированные на стояках и подводках.

    Схема отопления должна содержать расчетную тепловую нагрузку для каждого из отопительных приборов. При монтаже более, чем одного потребителя, понадобится поделить общую нагрузку между всеми элементами.

    ВИДЕО: Практический урок гидравлического расчета 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.

    Гидравлический расчет системы отопления

    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.

    Гидравлический расчет системы отопления

    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.

    Элементы, которые нужны:

    Гидравлический расчет отопительной системы с учетом трубопроводов

    Гидравлический расчет системы отопления

    Схема систем отопления с насосной циркуляцией и открытым расширительным бачком.

    При проведении всех подсчетов будут использоваться основные гидравлические параметры, в том числе гидравлическое сопротивление трубопроводов и арматуры, расход теплоносителя, скорость теплоносителя, а также таблица и программа. Между подобными параметрами есть полная взаимосвязь. На это и необходимо опираться при проведении расчетов.

    Пример: если повысить скорость носителя тепла, одновременно повысится и гидравлическое сопротивление у трубопровода. Если будет повышен расход теплоносителя, одновременно может возрасти и скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. Чем большим будет диаметр трубопровода, тем меньшей будет скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. На основе анализа подобных взаимосвязей есть возможность превратить гидравлический расчет в анализ параметров надежности и эффективности полностью всей системы, что может помочь снизить расходы на материалы, которые используются. Стоит помнить, что гидравлические характеристики не отличаются постоянством, с чем могут помочь номограммы.
    Гидравлический расчет системы водяного отопления. расход теплоносителя

    Гидравлический расчет системы отопления

    Возможная схема будущей двухтрубной системы отопления.

    Расход теплоносителя напрямую будет зависеть от того, какая тепловая нагрузка придется на теплоноситель во время перемещения им тепла к прибору отопления от теплогенератора. Данный критерий содержит таблица и программа.

    Гидравлический расчет подразумевает определение расходного уровня теплоносителя по отношению к заданному участку. Расчетный участок будет представлять собой участок, который имеет стабильный расход теплоносителя и постоянный диаметр.

    Пример краткого расчета будет содержать ветку, которая включает в себя 10 киловаттных радиаторов, при этом расход теплоносителя рассчитывается на перенос тепловой энергии на уровне 10 кВт. В данном случае расчетный участок представляет собой отрез от радиатора, который является первым в ветке, до теплогенератора. Однако это только лишь при условии, что подобный участок будет характеризоваться постоянным диаметром. Второй участок будет расположен между первым и вторым радиаторами. Если в первом случае высчитывается расход переноса 10-киловаттной энергии тепла, то на втором участке количество энергии, которое рассчитывается, составит 9 кВт с возможным постепенным уменьшением по мере проведения подобных расчетов.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Схема отопления с естественной циркуляцией.

    Гидравлическое сопротивление будет рассчитываться одновременно до обратного и подающего трубопроводов.

    Гидравлический расчет подобного отопления заключается в вычислении расхода теплоносителя по формуле для расчетного участка:

    G уч = (3,6*Q уч)/(c*(t r-t o)), где Q уч — тепловая нагрузка участка, который рассчитывается (в Вт). Данный пример содержит нагрузку тепла на 1 участок в 10000 Вт или 10 кВт, с — (удельная теплоемкость для воды) постоянная, которая равняется 4,2 кДж (кг*°С), t r — температура теплоносителя в горячем виде в системе отопления, t o — температура холодного теплоносителя в системе отопления.
    Гидравлический расчет отопительной гравитационной системы: скорость потока теплоносителя

    Гидравлический расчет системы отопления

    Схема системы теплоснабжения распределителей.

    За минимальную скорость теплоносителя следует принять пороговое значение 0,2-0,26 м/с. Если скорость меньше, из теплоносителя может выделяться избыточный воздух, что способно привести к появлению воздушных пробок. Это, в свою очередь, будет служить причиной полного или частичного отказа отопительной системы. Касательно верхнего порога, скорость теплоносителя должна быть 0,6-1,5 м/с. Если скорость не поднимется выше этого показателя, в трубопроводе не смогут образовываться гидравлические шумы. Практика показывает, что для отопительных систем оптимальный скоростной диапазон составляет 0,4-0,7 м/с.

    Если есть необходимость в проведении более точного расчета диапазона скорости теплоносителя, понадобится брать в расчет параметры материалов трубопроводов в системе отопления. Говоря более точно, будет необходим коэффициент шероховатости для внутренних трубопроводных поверхностей. Например, если речь пойдет о стальных трубопроводах, оптимальной будет скорость теплоносителя на уровне 0,26-0,5 м/с. Если имеется полимерный или медный трубопровод, скорость есть возможность увеличить до 0,26-0,7 м/с. Если есть желание перестраховаться, необходимо внимательно почитать, какая скорость рекомендуется изготовителями оборудования для отопительных систем.

    Более точный диапазон скорости теплоносителя, которая рекомендуется, будет зависеть от материала трубопроводов, которые применяются в отопительной системе, точнее от коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопровода. К примеру, для стальных трубопроводов рекомендуется придерживаться скорости теплоносителя от 0,26 до 0,5 м/с. Для полимерных и медных (полиэтиленовые, полипропиленовые, металлопластиковые трубопроводы) от 0,26 до 0,7 м/с. Есть смысл пользоваться рекомендациями от изготовителя, если они имеются.
    Расчет гидравлического сопротивления отопительной гравитационной системы: потеря давления

    Гидравлический расчет системы отопления

    Схема системы отопления от распределителя «3» .

    Потери давления на определенных участках, что может называться термином «гидравлическое сопротивление», представляют собой сумму полностью всех потерь на гидравлическое трение и локальных сопротивлениях. Такой показатель, который измеряется в Па, можно высчитать по формуле:

    Руч = R * l + ((p * v2) / 2) * E3, где v — скорость теплоносителя, который используется (измеряется в м/с), p — плотность теплоносителя (измеряется в кг/м³), R — потери давления в трубопроводе (измеряется в Па/м), l — расчетная длина трубопровода на участке (измеряется в м), E3 — сумма всех коэффициентов локальных сопротивлений на оборудованном участке и запорно-регулирующей арматуры.

    Общее гидравлическое сопротивление представляет собой сумму сопротивлений расчетных участков. Данные содержит следующая таблица (ИЗОБРАЖЕНИЕ 6).
    Гидравлический расчет двухтрубной гравитационной отопительной системы: выбор основной ветви

    Гидравлический расчет системы отопления

    Гидравлический расчет трубопроводов.

    Если система гидравлики будет характеризоваться попутным движением теплоносителя, для двухтрубной системы необходимо выбрать кольцо наиболее загруженного стояка через прибор отопления, расположенный снизу.

    Если система будет характеризоваться тупиковым движением носителя тепла, для двухтрубной конструкции необходимо выбрать кольцо нижнего отопительного прибора для наиболее загруженного из самых удаленных стояков.

    Если речь будет идти о горизонтальной отопительной конструкции, нужно выбрать кольцо через самую загруженную ветвь, которая относится к нижнему этажу.

    Вернуться к оглавлению

    Пример гидравлического расчета двухтрубной гравитационной системы отопления

    Гидравлический расчет системы отопления

    Расчет системы теплоснабжения распределителей.

    Отопительные приборы горизонтальной двухтрубной системы отопления подсоединяются к отопительной системе при помощи распределителя, который разделяет отопление на 2 системы: снабжение тепла распределителям (между распределителями и тепловым пунктом), а также отопление от распределителей (между отопительными приборами и распределителем).

    В большинстве случаев схема отопительной системы выполняется в виде раздельных схем:

    • схема систем отопления от распределителей;
    • схема системы теплоснабжения распределителей.

    В качестве примера предлагается гидравлический расчет 2-х трубной системы отопления с нижней разводкой в двухэтажном административном здании. Теплоснабжение устраивается от встроенной топочной.

    Имеются следующие исходные данные:

    1. Расчетная нагрузка тепла отопительной системы: Q зд = 133 кВт.
    2. Параметры отопительной системы: t г = 75°С, t o = 60°С.
    3. Расчетный расход теплоносителя в отопительной системе: V co = 7,6 м³/ч.
    4. Отопительная система присоединяется к котлам через гидравлический горизонтальный разделитель.
    5. Автоматика каждого котла поддерживает постоянную температуру носителя тепла на выходе из котла: t г = 80°С на протяжении всего года.
    6. На вводе каждого распределителя проектируется автоматический регулятор перепада давления.
    7. Система теплоснабжения распределителей выполнена из стальных водогазопроводных труб, отопительной системы от распределителей — из металлополимерных труб.

    Для данной двухтрубной системы отопления нужно установить насос с управлением скоростью вращения. Для того, чтобы подобрать циркуляционный насос, понадобится определить значения подачи V н, м³/ч и напора P н, кПа.

    Подача насоса идентична расчетному расходу в отопительной системе:

    V н = V co = 7,6 м3/ч.

    Требуемый напор P н, который равен расчетным потерям давления отопления A P со, определяется суммой следующих составляющих:

    Гидравлический расчет системы отопления

    1. Потери давления распределителей OA P уч.с.т.
    2. Потери давления отопительной системы от распределителей OA P уч.от.
    3. Потерь давления в распределителе A P распр.

    P н = A P co = OA P уч.с.т + OA P уч.от + A P распр.

    Для подсчета OA P уч.с.т и OA P уч.от циркуляционного расчетного кольца следует выполнить схему системы теплоснабжения и схему отопления от распределителя «3»

    На схеме отопительной системы от распределителя «3» нужно распределить тепловые нагрузки помещений Q4 (расчетные потери помещением теплоты) по приборам отопления, которые суммируются по распределителям. Далее на расчетной схеме указываются тепловые нагрузки распределителей.

    В зависимости от теплопроизводительности топочной, которая требуется, могут функционировать оба котла либо только один из них (в весенний и летний периоды времени). Каждый из котлов имеет отдельный циркуляционный контур с насосом Р1, в котором будет постоянный расход теплоносителя и одинаковая температура теплоносителя t г = 80°С на протяжении года.

    В бойлере 2 температура воды t г = 55°С водоснабжения может обеспечиваться за счет двухпозиционного регулятора температуры, который управляет включением насоса P2. В отоплении циркуляцию теплоносителя будет обеспечивать насос с электронным управлением Р3. Температура подающей воды отопительной системы изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха при помощи следящего электронного регулятора 11, который воздействует на трехходовой регулирующий клапан.

    Гидравлический расчет системы снабжения тепла распределителей может быть выполнен с использованием первого направления. В качестве расчетного основного циркуляционного кольца нужно выбрать кольцо через нагруженный прибор отопления самого нагруженного распределителя «3».

    Диаметры участков магистральных теплопроводов d y, мм подбираются при помощи номограммы, задаваясь водной скоростью 0,4-0,5 м/с.

    Характер использования номограммы изображает таблица (пример участка №1) G уч = 7581 кг/ч. Рекомендуется при этом ограничиваться удельной потерей давления на трение R не больше 100 Па/м. На местные сопротивления Z, Па потери давления определяются согласно номограммам как функция Z = f (Oae). Результаты гидравлического расчета содержит таблица.

    Сумма коэффициентов местных сопротивлений Oae для каждого из участков основного циркуляционного кольца должна определяться следующим образом:

    • участок №1 (начало от напорного патрубка насоса P3, без обратного клапана): внезапное сужение, внезапное расширение, задвижка, Oae = 1,0 + 0,5 + 0,5 = 2,0;
    • участок №2: тройник на ответвление, Оае = 1,5;
    • участок №3: проходной тройник, отвод, Оае = 1,0 + 0,5 = 1,5;
    • участок №4: проходной тройник, отвод, Оае = 1,0 + 1,0 = 2,0;
    • участок №2: тройник на противотоке, Оае = 3,0;
    • участок №1 до перемычки подмеса: внезапное сужение, внезапное расширение, задвижка, отвод, Оае = 1,0 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2,5;
    • участок №1а от перемычки подмеса до всасывающего патрубка насоса P3, без клапана, без фильтра: гидравлический разделитель в виде внезапного сужения и внезапного расширения, два отвода, две задвижки, Оае = 1,0 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2,5.

    На участке №1 сопротивление клапана должно определяться по монограмме производителя для обратного клапана d y = 65 мм, G уч = 7581 кг/ч, это составляет:

    На участке №1а сопротивление фильтра d = 65 мм должно определяться по значению пропускной способности, которую он имеет k v = 55 м3/ч.

    A Pф = 0,1. (G | k v) 2 = 0,1. (7581 / 55) 2 = 1900 Па.

    Типовой размер трехходового клапана выбирается, задаваясь необходимой величиной: k v = (2 G…3 G), то есть k v > 2. 7,58 = 15 м3/ч.

    Принимается клапан d = 40 мм, k v = 25 м3/ч.

    Сопротивление его составит:

    A P кл = 0,1. (G | k v) 2 = 0,1. (7581 / 25) 2 = 9200 Па.

    Следовательно, потери давления снабжения тепла распределителей равняются:

    OA P уч.с.т = 21514 Па (21,5 кПа).

    Подсчет оставшейся части снабжения тепла распределителей с подбором трубопроводных диаметров производится таким же образом.

    Для расчета OA P уч.с.т отопительной системы от распределителя «3», следует выбрать расчетное основное циркуляционное кольцо через самое нагруженное устройство отопления Q пр = 1500 Вт (Ветка «В»).

    Гидравлический расчет выполняется с использованием 1-го направления.

    Диаметры участков теплопроводов d y, мм подбираются при помощи номограммы для металлополимерных труб, при этом скорость воды — не больше 0,5-0,7 м/с.

    Характер пользования номограммой изображается рисунке (пример участков №1 и №4). Рекомендуется при этом ограничиваться удельной потерей давления на трение R не больше 100 Па/м.

    Потери давления на сопротивления Z, Па определяется как функция Z = f (Oae).

    Гидравлический расчет системы отопления: главные цели и задачи выполнения данного действия

    Гидравлический расчет системы отопления

    Эффективность отопительной системы вовсе не гарантируют качественные трубы и высокопроизводительный теплогенератор.

    Наличие ошибок, допущенных при монтаже, может свести на нет работу котла, работающего на полную мощность: либо в помещениях будет холодно, либо затраты на энергоносители будут неоправданно высокими.

    Поэтому важно начинать с разработки проекта, одним из важнейших разделов которого является гидравлический расчет 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.

    Гидравлический расчет системы отопления

    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.

    Гидравлический расчет системы отопления

    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 диаметра труб

    Гидравлический расчет системы отопления

    Расчет сечения труб должен опираться на результаты теплового расчета, обоснованные экономически:

    • для двухтрубной системы – разность между tr (горячим теплоносителем) и to (охлажденным – обраткой);
    • для однотрубной – расход теплоносителя G, кг/ч.

    Кроме того, в расчете должна учитываться скорость движения рабочей жидкости (теплоносителя) — V. Ее оптимальная величина находится в диапазоне 0,3-0,7 м/с. Скорость обратно пропорциональна внутреннему диаметру трубы.

    При скорости движения воды, равной 0,6 м/с в системе появляется характерный шум, если же она менее 0,2 м/с, появляется риск возникновения воздушных пробок.

    Для расчетов потребуется еще одна скоростная характеристика – скорость теплопотока. Она обозначается буквой Q, измеряется в ваттах и выражается в количестве тепла, переданного в единицу времени

    Кроме вышеперечисленных исходных данных для расчета потребуются параметры отопительной системы – длина каждого участка с указанием приборов, подключенных к нему. Эти данные для удобства можно свести в таблицу, пример которой приведен ниже.

    Таблица параметров участков

    Длина участка в метрах

    Расчет диаметров труб достаточно сложный, поэтому проще воспользоваться справочными таблицами. Их можно найти на сайтах производителей труб, в СНиП или специальной литературе.

    Монтажники при подборе диаметра труб пользуются правилом, выведенным на основании анализа большого числа отопительных систем. Правда, это касается только небольших частных домов и квартир. Практически все отопительные котлы оборудованы патрубками подачи и обратки ¾ и ½ дюйма. Такой трубой и выполняется разводка до первого разветвления. Далее на каждом участке размер трубы уменьшают на один шаг.

    Такой подход не оправдывает себя, если в доме имеется два или более этажей. В этом случае приходится производит полноценный расчет и обращаться к таблицам.

    Вычисление местных сопротивлений

    Местные сопротивления возникают в трубе и арматуре. На величину данных показателей влияют:

    • шероховатость внутренней поверхности трубы;
    • наличие мест расширения или сужения внутреннего диаметра трубопровода;
    • повороты;
    • протяженность;
    • наличие тройников, шаровых кранов, приборов балансировки и их количество.

    Сопротивление рассчитывается для каждого участка, который характеризуется постоянным диаметром и неизменным расходом теплоносителя (в соответствии с тепловым балансом помещения).

    Исходные данные для расчета:

    Гидравлический расчет системы отопления

    • длина расчетного участка – l, м;
    • диаметр трубы – d, мм;
    • заданная скорость теплоносителя – u, мм;
    • характеристики регулирующей арматуры, предоставляемые производителем;
    • коэффициент трения (зависит от материала трубы), λ;
    • потери на трение — ∆Pl, Па;
    • плотность теплоносителя (расчетная) – ρ = 971,8 кг/м 3 ;
    • толщина стенки трубы – dн х δ, мм;
    • эквивалентная шероховатость трубы – kэ, мм.

    Гидравлическое сопротивление — ∆P на участке сети рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха.

    Символ ξ в формуле означает коэффициент местного сопротивления.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Если в доме стоит печка, отопить она сможет лишь небольшое помещение. Установка батарей отопления в частном доме большой площади обязательна, так как в противном случае отдаленные от печи комнаты отапливаться не будут.

    Основные характеристики газового котла Buderus представлены в этом обзоре .

    О том, как запустить газовый котел, расскажем в этой статье .

    Гидравлическая увязка

    Балансировка перепадов давления в отопительной системе выполняется посредством регулирующей и запорной арматуры.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Гидравлическая увязка системы производится на основании:

    • проектной нагрузки (массового расхода теплоносителя);
    • данных производителей труб по динамическому сопротивлению;
    • количества местных сопротивлений на рассматриваемом участке;
    • технических характеристик арматуры.

    Установочные характеристики – перепад давления, крепление, пропускная способность – задаются для каждого клапана. По ним определяют коэффициенты затекания теплоносителя в каждый стояк, а затем – в каждый прибор.

    Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода теплоносителя и измеряются в кг/ч, где

    S — произведение динамического удельного давления, выраженного в Па/(кг/ч), и приведенного коэффициента для местных сопротивлений участка (ξпр).

    Приведенный коэффициент ξпр является суммой всех местных сопротивлений системы.

    Определение потерь

    Гидравлическое сопротивление главного циркуляционного кольца представляет собой сумму потерь его составляющих элементов:

    • первичного контура — ∆Plk;
    • местных систем — ∆Plм;
    • генератора тепла — ∆Pтг;
    • теплообменника ∆Pто.

    Сумма всех этих величин и дает полное гидравлическое сопротивление системы ∆Pсо.

    Гидравлический расчет системы отопления — пример расчета

    В качестве примера рассмотрим двухтрубную гравитационную систему отопления.

    Исходные данные для расчета:

    • расчетная тепловая нагрузка системы – Qзд. = 133 кВт;
    • параметры системы – tг = 75 0 С, tо = 60 0 С;
    • расход теплоносителя (расчетный) – Vсо = 7,6 м 3 /ч;
    • присоединение отопительной системы к котлам производится через гидравлический разделитель горизонтального типа;
    • автоматика каждого из котлов в течение всего года поддерживает постоянную температуру теплоносителя на выходе – tг = 80 0 С;
    • автоматический регулятор перепада давления устанавливается на вводе каждого распределителя;
    • система отопления от распределителей смонтирована из металлопластиковых труб, а теплоснабжение распределителей производится посредством стальных труб (водогазопроводных).

    Диаметры участков трубопроводов подобраны с использованием номограммы для заданной скорости теплоносителя 0,4-0,5 м/с.

    На участке 1 установлен клапан dу 65. Его сопротивление согласно информации производителя составляет 800 Па.

    На участке 1а установлен фильтр диаметром 65 мм и с пропускной способностью 55 м3/ч. Сопротивление этого элемента составит:

    0,1 х (G/kv) х 2 = 0,1 х (7581/55) х 2 = 1900 Па.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Варианты двухтрубной отопительной системы

    Сопротивление трехходового клапана dу = 40 мм и kv = 25 м3/ч составит 9200 Па.

    Суммарные потери давления в системе снабжения теплом распределителей будут равняться 21514 Па или приблизительно 21,5 кПа.

    Гидравлический расчет системы отопления

    Самодельная печь хорошо подойдет для обогрева дачного домика или подсобного помещения. Печка из газового баллона своими руками — смотрите инструкцию по изготовлению.

    Как собрать пресс для топливных брикетов своими руками, вы узнаете в этой статье .

    Аналогичным образом производится расчет остальных частей системы теплоснабжения распределителей. При расчете системы отопления от распределителя выбирается основное циркуляционное кольцо через наиболее нагруженное отопительное устройство. Гидравлический расчет производится с использованием 1-го направления.

    Источник https://mr-build.ru/newteplo/gidravliceskij-rascet.html

    Источник http://teplosten24.ru/gidravlicheskij-raschet-sistemy-otopleniya.html

    Источник

    Источник

    Вам будет интересно  Падение давления в отоплении при использовании двухконтурных котлов
Author: mag

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *