Определение тепловой мощности системы отопления

 

После определения удельной тепловой характеристики производится расчёт теплопотерь остальных помещений здания, не вошедших в составленный тепловой баланс. Теплопотери таких помещений определяются по формуле

, (2.9)

где – объём помещений, м .

Q =0.77 ∙43,73 ∙(18-(-24))=1414.23Вт

Аналогично рассчитываются теплопотери в остальных помещениях. Результаты расчета теплопотерь для всех оставшихся помещений заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Теплопотери помещений
№ помещения	Объем помещения, Vпом, м3	Теплопотери помещения Q, Вт
	37,93	1210,7256
	34,74	1108,9008
	37,01	1181,3592
	63,74	1937,696
	58,38	1774,752
	62,21	1891,184
	38,4	1167,36
	35,17	1069,168
	38,1	1158,24
	46,05	1399,92
	42,18	1282,272
	44,95	1366,48
	69,72	2225,4624
	63,86	2038,4112
	68,05	2172,156
	53,78	1716,6576
	49,26	1572,3792
	52,49	1675,4808
		27948,6048

 

После расчёта потерь теплоты помещениями определяется тепловая нагрузка стояков и тепловая мощность системы отопления. Тепловая нагрузка стояка определяется по формуле

, (2.10)

где – тепловая нагрузка прибора, принимаемая равной теплопотерям помещения, в котором этот прибор установлен, Вт; в случае, когда в помещении установлено несколько приборов, теплопотери делятся поровну на каждый прибор;

n – число отопительных приборов, присоединённых к стояку.

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

, Вт;

Таблица 2.3 - Тепловые нагрузки стояков
№ стояка	Тепловая нагрузка стояка Qст, Вт
	2571,349597
	2571,35
	2440,81
	2482,26
	2482,26
	3500,97
	5603,63
	3394,77
	4048,67
	2131,94
	2131,94
	3445,58
	2737,42

 

 

2.5 Гидравлический расчёт трубопроводов

Целью гидравлического расчета трубопроводов систем отоп­ления является выбор таких сечений теплопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым, при располагаемой разности давлений в системе, обеспечивается пропуск заданного расхода теплоноси­теля.

Располагаемая разность давлений выражает собой ту энергию, которая при движении теплоносителя по трубам может быть из­расходована на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений.

В разветвленных системах теплопроводов участком называют отрезок теплопровода, по которому проходит постоянная масса теплоносителя.

Гидравлическому расчету должна предшествовать подготови­тельная работа: подсчитываются теплопотери каждого отаплива­емого помещения, расставляются отопительные приборы и стояки, намечается место расположения теплового пункта, намечаются места прокладки магистралей, вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления.

Неблагоприятное циркуляционное кольцо служит показателем допускаемого расхода давления по всем остальным кольцам в системе, в нем расходуется максимальное давление на трение и местные сопротивления.

После выбора неблагоприятного циркуляционного кольца оно разбивается на расчетные участки, которые нумеруются, начиная от водонагревателя по расчётному кольцу. Расчетным участком называется отрезок трубопровода, на котором остаются постоянными тепловая нагрузка и диаметр. Участок начинается у одного разветвления и кончается у другого разветвления.

Для систем с искусственной циркуляцией величина располагаемого давления определяется по формуле

 

(2.11)

 

где – искусственное давление, создаваемое элеватором, Па (10-12кПа);

– давление, возникающее за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

– давление, вызываемое охлаждением воды в теплопроводах, Па принимаемое по рис. П.1 методических указаний, Па;

– коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчётных условиях; для двухтрубных систем 0.4.

Величина естественного давления, возникающего в рассматриваемом кольце от остывания воды в отопительных приборах определяется по формуле:

-для двухтрубной с «опрокинутой» циркуляцией систем

, (2.12)

где – ускорение силы тяжести, ;

– вертикальное расстояние от середины водонагревателя (элеватора) до середины рассматриваемого отопительного прибора, м (см. рисунок 4) м;

, – плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м³.

Рисунок 4 – Расчётная схема двухтрубного стояка при опрокинутой циркуляции.

 

Плотность воды в зависимости от её температуры определяется по формуле

, (2.13)

где – температура воды, ºС.

,

.

,

.

Зная плотности, соответственно обратной и горячей воды, кг/м3, определяем величину естественного давления Δр

Па

Определяем величину располагаемого давления

Па

Определяем тепловую нагрузку участков Q , Вт,

Определяем расход воды на участках G ,кг/ч, определяется по формуле

, (2.14)

Определяем потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле

, (2.15)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, которые определяем в зависимости от видов местных сопротивлений по табл.П.7, методических указаний.

Участок №1 – диаметр 32мм: отвод под 90º – 2, ;

Участок №2 – диаметр 25мм: тройник на ответвлении – 1, ;

Участок №3 – диаметр 20мм: тройник на ответвлении – 1, вентиль обыкновенный – 1, ;

Участок №4 – диаметр 20мм: тройник на проходе – 1, ;

Участок №5 – диаметр 15мм: тройник на проходе – 1, отвод под 45º – 1, ;

Участок №6 – диаметр 15мм: отвод под 45º – 1, отвод под 90º – 2, вентиль обыкновенный – 1, ;

Участок №7 – диаметр 10мм: тройник на проходе – 1 ;

Участок №8 – диаметр 10мм: тройник на проходе – 1, отвод под 90º – 1, кран двойной регулировки – 1, радиатор – 1, тройник на противоход – 1 ;

Участок №9 – диаметр 15мм: отвод под 45º – 1, отвод под 90º – 2, кран проходной пробковый – 1, тройник на проходе – 1 ;

Участок №10 – диаметр 15мм: тройник на проходе – 1, отвод под 45º – 1, ;

Участок №11 – диаметр 20мм: тройник на проходе – 1, ;

Участок №12 – диаметр 20мм: тройник на противоток – 1, кран проходной пробковый – 1, ;

Участок №13 – диаметр 25мм: тройник на противоток – 1, ;

Участок №14 – диаметр 32мм: отвод под 90º – 5, ;

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле

(2.16)

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Па;

Результаты гидравлического расчёта сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Гидравлический расчёт трубопроводов
Номер участка	Тепловая нагрузка участка Qуч, Вт	Расход воды на участке Gуч, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды V, Па/м	Потери давления на трение на 1м длины R, Па/м	Потери давления на трение на участке R*l, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Сумма потерь давления на участке R*lуч+Zуч, Па
	39542,95	1360,28	3,17		0,377		206,05	2,00	136,74	342,79
	18731,03	644,35	5,23		0,312		339,95	1,50	70,24	410,19
	11029,09	379,40	2,19		0,274		153,30	11,50	415,33	568,63
	8588,28	295,44	3,90		0,408		858,00	1,00	80,08	938,08
	6016,93	206,98	4,83		0,282		531,30	1,80	68,86	600,16
	3445,58	118,53	7,36		0,214		883,20	20,80	458,23	1341,43
	1148,53	39,51	3,05		0,181		198,25	1,00	15,76	214,01
	2297,05	79,02	3,05		0,181		198,25	12,50	197,00	395,25
	3445,58	118,53	8,11		0,214		527,15	8,80	193,87	721,02
	6016,93	206,98	4,83		0,282		531,30	1,80	68,86	600,16
	8588,28	295,44	3,90		0,408		858,00	1,00	80,08	938,08
	11029,09	379,40	2,19		0,274		153,30	7,00	252,81	406,11
	18731,03	644,35	8,21		0,312		533,65	3,00	140,48	674,13
	39542,95	1360,28	15,65		0,377		1017,25	5,00	341,86	1359,11

 

Суммируя потери давления на трение в местных сопротивлениях, определяем потери давления на участке, а затем, суммируя потери давления на расчётных участках, получают потери давления в кольце, которые должны быть в пределах 90% располагаемого давления

, (2.17)

 

 

2.6 Расчёт отопительных приборов

 

В данной работе были приняты отопительные приборы 2К-60П-500, нужная теплопередача отопительного прибора в помещении определяется по формуле

, (2.18)

Где – теплопотери помещения, Вт (таблицы 2.2);

– теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым присоединён прибор, Вт, определяется по формуле:

, (2.19)

Где – теплоотдача 1м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, принимаемые равными =90Вт/м; =110Вт/м;

– длина вертикальных и горизонтальных трубопроводов, проложенных в помещении, м.

Количество секций отопительного прибора определяется по формуле

, (2.20)

где – теплопередача отопительного прибора, Вт;

– поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении =1;

– поправочный коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе принимаемый при числе секций до 15шт =1;

– расчетная плотность теплового потока, определяемая по формуле

, (2.21)

Где – номинальная плотность теплового секции, принимаемая для чугунного радиатора 2К-60П-500 равной =125 Вт;

– температурный напор, , определяемый по формуле

, (2.22)

Где – температура воздуха в помещении, ;

– средняя температура в приборе, , определяемая как (для двухтрубной системы)

, (2.23)

где – температура, соответственно горячей и обратной воды, .

Определяем теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым присоединён прибор, Вт, по формуле (2.19)

Вт;

Определяем нужную теплопередачу отопительного прибора в помещении по формуле (2.18)

Определяем среднюю температуру в приборе по формуле (2.23)

Определяем температурный напор по формуле (2.22)

Определяем расчетную плотность теплового потока по формуле (2.21)

Вт

Определяем количество секций отопительного прибора по формуле (2.20)

секции

Аналогично рассчитываем количество секций отопительных приборов для остальных этажей, результаты вычислений заносим в таблицу 2.5

Таблица 2.5 – Расчёт отопительных приборов
Номер помещения	Теплопотери помещения Qп,Вт	Теплоотдача труб Qтр,Вт	Температурный напор Δtср,◦С	Расчётная плотность теплового потока qпр, Вт	Расчётное число секций N	Принятое число секций
	937,7593	850,6	62,5	107,876	1,6
	937,7593	850,6	62,5	107,876	1,6
	937,7593	850,6	62,5	107,876	1,6