Гидравлический расчет системы отопления
С помощью гидравлического расчета можно правильно подобрать диаметры и длину труб, правильно и быстро сбалансировать систему с помощью радиаторных клапанов. Результаты этого расчета также помогут правильно подобрать циркуляционный насос.
В результате гидравлического расчета необходимо получить следующие данные:
m - расход теплоносителя для всей системы отопления, кг/с;
ΔP - потери напора в системе отопления;
ΔP1, ΔP2... ΔPn, - потери напора от котла (насоса) до каждого радиатора (от первого до n-го);
,где Q - суммарная мощность системы отопления, кВт; берется из расчета теплопотерь здания
Cp - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*град.C); для упрощенных расчетов принимаем равной 4,19 кДж/(кг*град.C)
ΔPt - разность температур на входе и выходе; обычно берем подачу и обратку котла
Точно также можно посчитать расход теплоносителя на любом участке трубы. Участки выбираются так, чтобы в трубе была одинаковая скорость воды. Таким образом, разбиение на участки происходит до тройника, либо до редукции. Нужно просуммировать по мощности все радиаторы, к которым течет теплоноситель через каждый участок трубы. Потом подставить значение в формулу выше. Эти расчеты необходимо сделать для труб перед каждым радиатором.
Затем, используя полученные значения расхода теплоносителя, необходимо для каждого участка труб перед радиаторами вычислить скорость движения воды в трубах по формуле:
,где V - скорость движения теплоносителя, м/с;
m - расход теплоносителя через участок трубы, кг/с
ρ - плотность воды, кг/куб.м. можно принять равной 1000 кг/куб.м.
f - площадь поперечного сечения трубы, кв.м. можно посчитать по формуле: π * r2, где r - внутренний диаметр, деленный на 2
Затем для каждого участка нужно рассчитать потери напора на трение в трубе по формуле (учитывается и подача и обратка):
ΔPpтр = R * L,
ΔPpтр - потеря напора в трубе на трение, Па;
R - удельные потери на трение в трубе, Па/м; в справочной литературе производителя трубы
L - длина участка, м;
Затем нужно посчитать потери напора на местных сопротивлениях (фитинги, арматура) по формуле:
где Δpм.с. - потери напора на местных сопротивлениях, Па;
Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;коэффициенты местных сопротивлений указываются производителем для каждого фитинга
V - скорость теплоносителя в трубопроводе, м/с;
ρ - плотность теплоносителя, кг/м3.
В итоге необходимо просуммировать сопротивления всех участков до каждого радиатора и сравнить с контрольными значениями. Для того, чтобы насос, встроенный в газовый котел, обеспечил теплом все радиаторы, потери напора на самой длинной ветке не должны превышать 20000 Па. Скорость движения теплоносителя на любом участке должна быть в диапазоне 0,25 - 1,5 м/с. При скорости выше 1,5 м/с в трубах может появиться шум, а минимальная скорость в 0,25 м/с рекомендуется по СНиП 2.04.05-91 во избежание завоздушивания труб.
Для того, чтобы выдержать вышеуказанные условия, достаточно правильно подобрать диаметры труб. Это можно сделать по таблице.
| Труба | Минимальная мощность, кВт | Максимальная мощность, кВт |
|---|---|---|
| Металлопластиковая труба 16 мм | 2,8 | 4,5 |
| Металлопластиковая труба 20 мм | 5 | 8 |
| Металлопластиковая труба 26 мм | 8 | 13 |
| Металлопластиковая труба 32 мм | 13 | 21 |
| Полипропиленовая труба 20 мм | 4 | 7 |
| Полипропиленовая труба 25 мм | 6 | 11 |
| Полипропиленовая труба 32 мм | 10 | 18 |
| Полипропиленовая труба 40 мм | 16 | 28 |
В ней указана суммарная мощность радиаторов, которые труба обеспечивает теплом.