Целью гидравлического расчета системы водяного отопления является определение диаметров трубопроводов на всех участках системы отопления, обеспечивающих подвод к каждому отопительному прибору требуемого количества теплоносителя. Гидравлический расчет системы отопления выполняется по аксонометрической схеме системы отопления. Гидравлический расчет выполняется в следующей последовательности:
1. Определяется естественное циркуляционное давление ΔРе, возникающее в результате охлаждения воды в отопительных приборах, Па:
,
где h – расстояние от середины нижнего отопительного прибора до середины верхнего отопительного прибора;
ρо, ρг – плотность воды в подающем и обратном трубопроводах, кг/м3,
ρо =978 кг/м3, ρг=963 кг/м3.
2. Производится разбивка ГЦК (главного циркуляционного кольца) на расчетные участки (отрезки трубопровода с неизменным расходом теплоносителя). На полках-выносках указан номер участка, его тепловая нагрузка Qуч и длина участка Ɩуч.
3. Определяются расходы воды на расчетных участках Gуч, кг/ч:
, где β1=1,04; β2=1,02.
4. Для каждого участка подбираются диаметры трубопроводов d, ориентируясь по Rср и Gуч. При этом записываются соответствующие значения скорости движения воды на участке w и удельные потери на трение R. Рассчитываются потери давления на трение R·l и в местных сопротивлениях z: 
,
где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном расчетном участке;
ρ – плотность теплоносителя н данном расчетном участке, кг/м3.
Результаты расчетов заносим в таблицу 4.
Таблица 1
Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
| № помещения | Назначение помещения | tint,оС | Характеристика ограждающих конструкций | Ro, м2*оС/Вт | n | tint-text, oC | Qh, Вт | Добавки к Qh | Qh, Вт | ∑Qh,Вт | |||||
| Наименование | Ориентация | Размеры, м | Площадь, м2 | На ориента-цию | прочие | 1+∑β | |||||||||
| кх | ОК | С | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| НС * | С | 4,8*3,55 | 14,3 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ДВ | З | 0,96*2,06 | 2,0 | 1,38 | 0,05 | 1,46 | 2,51 | ||||||||
| ОК | З | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | 0,05 | 1,05 | |||||||||
| НС* | З | 4,2*3,55 | 10,2 | 2,34 | 0,05 | 1,05 | |||||||||
| ЦП | - | 4,16*4,2 | 17,5 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| вк | НС | С | 3,14*3,55 | 11,1 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| ЦП | - | 2,89*1,56 | 4,5 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| су | НС | С | 1,7*3,55 | 6,0 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| НС | В | 1,56*3,55 | 5,5 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ЦП | - | 1,14*1,56 | 1,8 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| кр | ДВ | В | 0,96*2,06 | 2,0 | 1,38 | 0,1 | 1,46 | 2,56 | |||||||
| НС* | В | 1,08*3,55 | 1,9 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ЦП | - | 1,02*4,2 | 4,3 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| ЦП | - | 1,56*2,1 | 3,3 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| жк | ОК | Ю | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | ||||||||||
| НС* | Ю | 3,2*3,55 | 8,7 | 2,34 | |||||||||||
| НС | З | 4,2*3,55 | 14,9 | 2,34 | 0,05 | 1,05 | |||||||||
| ЦП | - | 2,56*4,2 | 10,8 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| жк | ОК | Ю | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | ||||||||||
| ОК | Ю | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | |||||||||||
| НС* | Ю | 6,48*3,55 | 17,6 | 2,34 | |||||||||||
| НС | В | 4,2*3,55 | 14,91 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ЦП | - | 5,84*4,2 | 24,5 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| жк | ОК | С | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| НС* | С | 4,84*3,65 | 17,7 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| НС | З | 3,72*3,65 | 13,6 | 2,34 | 0,05 | 1,05 | |||||||||
| ПТ | - | 4,2*3,72 | 15,6 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| су | НС | С | 1,41*3,65 | 5,1 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| ПТ | - | 1,41*1,56 | 2,2 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| вк | НС | С | 3,42*3,65 | 12,5 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| НС | В | 1,56*3,65 | 5,7 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ПТ | - | 2,78*1,56 | 4,3 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| кр | НС | В | 1,08*3,65 | 3,9 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| ПТ | - | 1,08*4,2 | 4,5 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| ПТ | - | 1,56*2,1 | 3,3 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| лк | ОК | В | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | 0,1 | 1,1 | ||||||||
| НС* | В | 1,56*3,65 | 3,0 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ПТ | - | 0,75*2,74 | 2,1 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| ЦП | - | 0,85*2,74 | 2,3 | 2,12 | 0,35 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| жк | НС | З | 4,68*3,65 | 17,1 | 2,34 | 0,05 | 1,05 | ||||||||
| ОК | Ю | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | |||||||||||
| НС* | Ю | 4,84*3,65 | 15,0 | 2,34 | |||||||||||
| ПТ | - | 4,68*4,2 | 19,7 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| жк | ОК | Ю | 1,5*1,8 | 2,7 | 0,61 | ||||||||||
| НС* | Ю | 4,84*3,65 | 15,0 | 2,34 | |||||||||||
| НС | В | 4,2*3,65 | 15,3 | 2,34 | 0,1 | 1,1 | |||||||||
| ПТ | - | 4,2*4,2 | 17,6 | 2,78 | 0,9 | ||||||||||
| Всего по зданию |
Таблица 3
Расчет отопительных приборов
| № помещения | Qhy, Вт | tint,оС | tг,оС | tох,оС | ∆tср,оС | G, кг/ч | qпр, Вт/м2 | Коэффиценты | Qтр, Вт | Qпр, Вт | Fпр, м2 | Коэффиценты | Np | Ny | ||
| β1 | β2 | β3 | β4 | |||||||||||||
| 63,5 | 62,1 | 1,03 | 1,02 | 2,12 | 1,05 | 11,13 | ||||||||||
| 58,5 | 13,4 | 1,03 | 1,02 | 0,77 | 1,05 | 4,03 | ||||||||||
| 63,5 | 11,9 | 1,03 | 1,02 | 0,61 | 1,05 | 3,21 | ||||||||||
| 61,5 | 47,6 | 1,03 | 1,02 | 1,65 | 0,98 | 1,05 | 8,82 | |||||||||
| 61,5 | 86,3 | 1,03 | 1,02 | 3,70 | 0,98 | 1,05 | 19,83 | 10+10 | ||||||||
| 61,5 | 69,3 | 1,03 | 1,02 | 3,18 | 0,98 | 1,05 | 17,06 | 9+9 | ||||||||
| 58,5 | 28,7 | 1,03 | 1,02 | 1,32 | 1,05 | 6,91 | ||||||||||
| 66,5 | 23,0 | 1,03 | 1,02 | 0,88 | 1,05 | 4,64 | ||||||||||
| 61,5 | 75,0 | 1,03 | 1,02 | 3,54 | 0,98 | 1,05 | 18,94 | 10+9 | ||||||||
| 61,5 | 70,3 | 1,03 | 1,02 | 3,27 | 0,98 | 1,05 | 17,51 | 9+9 | ||||||||
| Общее количество секции по зданию |
Таблица 4
Гидравлический расчет системы отопления.
| № участка | Qуч, Вт | Gуч, кг/ч | lуч, м | d, мм | W, м/с | R, Па/м | R*l, Па | ∑ξ | Z, Па | R*l+Z, Па |
| Главное циркуляционное кольцо (ГЦК) | ||||||||||
| 0,04 | 2,8 | 5,6 | 4,5 | 3,5 | 9,1 | |||||
| 4,86 | 0,042 | 2,4 | 11,7 | 6,5 | 5,6 | 17,3 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 4,86 | 0,042 | 2,4 | 11,7 | 6,5 | 5,6 | 17,3 | ||||
| 2,2 | 0,04 | 2,8 | 6,2 | 4,5 | 3,5 | 9,7 | ||||
| ∑lгцк | 67,12 | невязка | 7,00% | ∑(R*l+Z)ГЦК | 347,8 | |||||
| ∆Pрц=0,4*(809+150)=383,7Па; ∆Pe=5,5*9,81*(978-963)=809Па; Rср=(1-0,5)*353,7/47,56=3,7 Па/м; (R*l+Z)ГЦК=322,6<∆Pрц=353,7 | ||||||||||
| Кольцо через верхний о.п. ст. 2 | ||||||||||
| 3,95 | 0,041 | 3,2 | 12,6 | 4,5 | 3,7 | 16,3 | ||||
| 4,86 | 0,042 | 2,4 | 11,7 | 6,5 | 5,6 | 17,3 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 4,86 | 0,042 | 2,4 | 11,7 | 6,5 | 5,6 | 17,3 | ||||
| 4,05 | 0,041 | 3,2 | 13,0 | 4,5 | 3,7 | 16,7 | ||||
| невязка | 4,00% | ∑(R*l+Z)2-12,16 | 362,0 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 <∑(R*l+Z)=362,0 | ||||||||||
| Кольцо через о.п. ст. 3 | ||||||||||
| 2,9 | 0,032 | 2,0 | 5,8 | 6,0 | 3,0 | 8,8 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 0,06 | 6,0 | 24,0 | 1,5 | 2,6 | 26,6 | |||||
| 4,6 | 0,032 | 2,0 | 9,2 | 6,0 | 3,0 | 12,2 | ||||
| невязка | 9,00% | ∑(R*l+Z)4-11,15,16 | 315,4 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=315,4 | ||||||||||
| Кольцо через нижний о.п. ст. 4 | ||||||||||
| 0,066 | 4,0 | 8,0 | 4,5 | 9,6 | 17,6 | |||||
| 0,66 | 0,078 | 3,6 | 2,4 | 6,5 | 19,3 | 21,7 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 1,26 | 0,078 | 3,6 | 4,5 | 6,5 | 19,3 | 23,9 | ||||
| 2,2 | 0,066 | 4,0 | 8,8 | 4,5 | 9,6 | 18,4 | ||||
| невязка | 7,21% | ∑(R*l+Z)5-10,17-20 | 322,7 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=322,7 | ||||||||||
| Кольцо через верхний о.п. ст. 4 | ||||||||||
| 3,95 | 0,056 | 3,2 | 12,6 | 4,5 | 6,9 | 19,5 | ||||
| 0,66 | 0,078 | 3,6 | 2,4 | 6,5 | 19,3 | 21,7 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 8,2 | 0,065 | 4,0 | 32,8 | 3,5 | 7,2 | 40,0 | ||||
| 1,26 | 0,078 | 3,6 | 4,5 | 6,5 | 19,3 | 23,9 | ||||
| 4,05 | 0,056 | 3,2 | 13,0 | 4,5 | 6,9 | 19,9 | ||||
| невязка | 7,00% | ∑(R*l+Z)5-10,19-22 | 326,1 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8>∑(R*l+Z)=326,1 | ||||||||||
| Кольцо через нижний о.п. ст. 5 | ||||||||||
| 0,5 | 0,069 | 6,0 | 3,0 | 4,5 | 10,5 | 13,5 | ||||
| 0,66 | 0,06 | 2,8 | 1,8 | 6,5 | 11,4 | 13,3 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 1,26 | 0,06 | 2,8 | 3,5 | 6,5 | 11,4 | 15,0 | ||||
| 0,6 | 0,069 | 6,0 | 3,6 | 4,5 | 10,5 | 14,1 | ||||
| невязка | 53,00% | ∑(R*l+Z)6-9,23-26 | 216,9 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=216,9 | ||||||||||
| Кольцо через верхний о.п. ст. 5 | ||||||||||
| 3,95 | 0,061 | 3,2 | 12,6 | 4,5 | 8,2 | 20,8 | ||||
| 0,66 | 0,06 | 2,8 | 1,8 | 6,5 | 11,4 | 13,3 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 8,2 | 0,074 | 4,0 | 32,8 | 2,0 | 5,4 | 38,2 | ||||
| 1,26 | 0,06 | 2,8 | 3,5 | 6,5 | 11,4 | 15,0 | ||||
| 4,05 | 0,061 | 3,2 | 13,0 | 4,5 | 8,2 | 21,1 | ||||
| невязка | 53,00% | ∑(R*l+Z)6-9,24-28 | 231,3 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=231,3 | ||||||||||
| Кольцо через нижний о.п. ст. 1 | ||||||||||
| 1,5 | 0,048 | 2,8 | 4,2 | 4,5 | 5,1 | 9,3 | ||||
| 0,66 | 0,064 | 2,8 | 1,8 | 6,5 | 13,0 | 14,9 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 1,26 | 0,064 | 2,8 | 3,5 | 6,5 | 13,0 | 16,5 | ||||
| 1,6 | 0,048 | 2,8 | 4,5 | 4,5 | 5,1 | 9,5 | ||||
| невязка | 60,00% | ∑(R*l+Z)7,8,29-32 | 135,0 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=135,0 | ||||||||||
| Кольцо через верхний о.п. ст. 1 | ||||||||||
| 3,95 | 0,055 | 3,2 | 12,6 | 4,5 | 6,7 | 19,3 | ||||
| 0,66 | 0,064 | 2,8 | 1,8 | 6,5 | 13,0 | 14,9 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 6,2 | 0,103 | 6,0 | 37,2 | 1,0 | 5,2 | 42,4 | ||||
| 1,26 | 0,064 | 2,8 | 3,5 | 6,5 | 13,0 | 16,5 | ||||
| 4,05 | 0,055 | 3,2 | 13,0 | 4,5 | 6,7 | 19,6 | ||||
| невязка | 55,00% | ∑(R*l+Z)7,8,30-34 | 155,1 | |||||||
| ∑(R*l+Z)ГЦК=347,8 >∑(R*l+Z)=155,1 |
Список литературы:
1. СНиП 41.01.-2003: «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
2. СНиП 31.01.-2003: «Здания жилые многоквартирные».
3. СНиП 23.02.-2003: «Тепловая защита зданий».
4. Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебн. для вузов. М.: Стройиздат, 1991. – 480 с.
5. Внутренние санитарно-технические устройства: В 2ч. Ч1. Отопление, водопровод, канализация: Справочник проектировщика/Под ред. И.Г. Староверова. – 4-е изд. – М.:Стройиздат, 1990. – 430 с.