Методика расчета трубопроводов одинакова, как для систем водяного, так и парового отопления. Вследствие этого рассматриваются основы гидравлического расчета трубопроводов независимо от вида, перемещающегося по трубопроводам теплоносителя.
Условно предположим, что изменение температуры воды будет происходить только в отопительном приборе и котле, а в трубопроводах подающем и обратном, температура остается неизменной.
Величина действующего естественного давления будет ровна:
He= h ( γo — γг ) кг/м2 (1)
Где
He – искомое действующее естественное давление;
h – разность высот между серединами котла и нагревательного прибора, м;
γo – удельный вес горячей воды в подающем трубопроводе, кг/м3 ;
γг — удельный вес охлажденной воды в обратном трубопроводе, кг/м3
Однако в действительности при движении воды по трубопроводам происходит охлаждение воды, несмотря на изоляцию трубопроводов при неизменной разности температур входа и выхода воды. Последние влияет на увеличение действующего давления. Таком образом при расчете систем отопления с естественной циркуляцией воды дополнительное давление от охлаждения воды в трубопроводах необходимо учитывать.
Общая величина действующего давления представляет собой сумму определенных по формуле (1) давлений и дополнительных давлений от охлаждения воды в трубопроводах.
H=h ( γo — γг )+ ∆Н кг/м2 (2)
Где
∆Н – дополнительное давление от охлаждения воды в трубопроводах, кг/м2
Расчет следует начинать с трубопровода, соединенного с выходным патрубком котла. Средняя температура для участка определяется по формуле:
T ср = Т нач + Тк / 2 (3)
Зная среднюю температуру рассматриваемого участка и температуру воды в соответствующем ему по высоте отрезке восходящего магистрального стояка, легко определить рабочее давление, возникающее на отдельном участке системы, по формуле:
H1 = Σ hi ( γi-1 – γi ) (4) ,
Где
H1- давление в вертикальном отрезке трубы;
hi – высота, равная величине вертикальной проекции рассматриваемого участка в м;
γi-1 – γi — объемные веса воды в соответствии до и после рассматриваемого участка.
Охлаждение воды в обратных магистралях не следует учитывать, так как оно будет компенсироваться поступлением в обратную магистраль более горячей воды из других стояков, ближе расположенных к котлу.
Для систем водяного отопления с насосной циркуляцией воды располагаемое давление определяется по формуле:
Hп = Hе + ∆Н + Hн , кг/м2
Где Hп – полное действующее давление,
Hн –давление , создаваемое насосом.
В насосных системах водяного отопления величину расчетного давления следует принимать:
— для систем отопления присоединяемых к тепловым сетям- в зависимости от разности давления в сети у ввода в здание;
— для систем отопления работающих от местной котельной, при возможности присоединения их к тепловым сетям посредством элеваторов;
— для систем отопления , которые не могут быть присоединены к тепловым сетям – исходя из необходимости соблюдения допустимых скоростей движения воды в трубопроводах.
Допустимые скорости движения теплоносителя в м/сек
Диаметр труб, в мм | Вода ( в жилых и общественных зданиях) |
10 | 0,2 |
15 | 0,3 |
20 | 0,5 |
25 | 0,65 |
32 | 0,8 |
40 | 1 |
50 | 1,2 |