Гидравлический расчет потерь в системе отопления
Гидравлический расчет позволяет определить потери давления в системе отопления и подобрать необходимые насосы и трубопроводы для обеспечения требуемого расхода теплоносителя.
Этапы расчета:
1. Определение тепловой нагрузки системы
Определяется по теплопотерям здания и устанавливается в тепловом расчете.
2. Выбор и размещение отопительных приборов
Выбираются типы и размеры отопительных приборов, рассчитывается их гидравлическое сопротивление. Размещаются приборы по помещениям согласно проекту отопления.
3. Определение расхода теплоносителя
Рассчитывается по тепловой нагрузке и температуре теплоносителя.
4. Расчет гидравлического сопротивления системы
Определяется сумма гидравлических сопротивлений всех элементов системы: труб, фитингов, отопительных приборов, котла и насоса. Учитываются потери давления на преодоление силы трения, местных сопротивлений на поворотах и отводах.
5. Выбор циркуляционного насоса
Выбирается насос с производительностью, обеспечивающей необходимый расход теплоносителя, и напором, превышающим потери давления в системе на заданный коэффициент запаса.
6. Определение потерь тепла в системе
Рассчитываются потери тепла через трубопроводы и отопительные приборы.
Формулы для расчета:
Потери давления на трение:
«`
dP = λ L V^2 / (d g)
«`
где:
dP — потери давления, Па
λ — коэффициент трения (зависит от материала трубы и режима течения)
L — длина трубы, м
V — скорость теплоносителя, м/с
d — диаметр трубы, м
g — ускорение свободного падения, м/с^2
Потери давления на местные сопротивления:
«`
dP = ζ ρ V^2 / 2
«`
где:
ζ — коэффициент местного сопротивления (зависит от типа фитинга)
ρ — плотность теплоносителя, кг/м^3
Общие потери давления:
«`
dP = dP_тр + dP_мес
«`
где:
dP_тр — потери давления на трение, Па
dP_мес — потери давления на местные сопротивления, Па
Потери тепла через трубопроводы:
«`
Q = 2 π r l λ (t_1 — t_2)
«`
где:
Q — потери тепла, Вт
r — радиус трубы, м
l — длина трубы, м
λ — коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(мК)
t_1 — температура теплоносителя, °С
t_2 — температура окружающей среды, °С
Потери тепла через отопительные приборы:
«`
Q = h A (t_1 — t_2)
«`
где:
Q — потери тепла, Вт
h — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^2К)
A — площадь теплоотдающей поверхности, м^2
t_1 — температура поверхности прибора, °С
t_2 — температура окружающей среды, °С