Гидравлический расчет однотрубной системы отопления

ГОУ ВПО "Северо-восточный федеральный университет имени М.К. Амосова"

Инженерно-технический факультет

Реферат

По дисциплине: "Теплогазоснабжение и вентиляция"

На тему: "Гидравлический расчет однотрубной системы отопления"

Выполнил: ст. гр. ГСХ-08

Ханин М.А.

Проверила: Попова М.В.

г. Якутск, 2011

Содержание

Введение

1. Устройство систем отопления

Инерционность систем отопления

Способы подключения отопительных приборов

Принципы проектирования системы отопления

Однотрубная система водяного отопления

Заключение

Введение

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров подающих трубопроводов и потерь напора.

Исторически гидравлика является одной из самых древних наук в мире. Археологические исследования показывают, что еще за 5000 лет до нашей эры в Китае, а затем в других странах древнего мира найдены описания устройства различных гидравлических сооружений, представленные в виде рисунков (первых чертежей). Естественно, что никаких расчетов этих сооружений не производилось, и все они были построены на основании практических навыков и правил.

Гидравлика (техническая механика жидкости) - прикладная часть гидромеханики, которая использует те или иные допущения для решения практических задач. Она обладает сравнительно простыми методиками расчета по сравнению с теоретической механикой жидкости, где применяется сложный математический аппарат. Однако гидравлика дает достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений.

1. Устройство систем отопления

Инерционность систем отопления

Инерционность системы отопления - это характеристика, определяющая насколько быстро система может нагреваться и охлаждаться. Инерционность системы зависит от количества теплоносителя, его качественных характеристик (вода или спец теплоноситель), входящего в систему, от типа и количества труб и от размеров отопительных приборов, а так же от количества углов поворота в системе, правильно выбранный котловой коллектор или распределительная гребенка Например инерционной системой является гравитационная система основанная на чугунном котле, имеющая большой диаметр стальных труб, чугунные батареи, вмещающие большое количество воды, и дополнительно аккумулирующий бак, содержащий свыше 1 м3 воды.

Примером динамичной системы является система на газовом котле с циркуляционным насосом, разводка из металлопластиковых труб, легкие алюминиевые радиаторы. Котел оборудован автоматикой, определяющей температуру по комнатам, и на улице и выдающей строго определенную температуру воды на выходе.

Динамичная система

Обычно люди, занимающиеся установкой систем отопления считают, что система должна быть максимально динамична. Конечно, динамичная система обладает многими достоинствами. Динамичная система позволяет с большой точностью регулировать температуру в помещениях; правильно и быстро реагировать на резкие изменения температуры (например, открыли форточку, солнце светит в окно). Однако, за эти достоинства приходится платить.

Одним из минусов (или точнее конструкционных особенностей) является то, что динамичная система должна быть основана на котле, поддающимся автоматизации, т.е. газом, дизельном или, на худой конец, на котле на пеллетах. Динамичная система должна обладать хорошей системой автоматизации, чтобы правильно реагировать на изменения среды, а это значит что она стоит денег.

Наконец, динамичная система жизненно необходима только тогда, когда существуют резкие возмущения температуры в помещении, т.е. если сам дом обладает низкой тепловой инерцией. Наиболее яркий пример - каркасный дом, стены в котором не сохраняют тепло в общем смысле, а только теплоизолируют внутренний воздух от внешнего, т.е. если открыть форточку и заменить воздух в комнате на наружный холодный воздух, стены не смогут его прогреть и, в этом случае, действительно, система отопления должна быстро среагировать и нагреть свежий воздух в помещении. В каменном доме достоинства динамичной системы теряются, поскольку на охлаждение стен комнаты понадобиться значительное время и резкие изменения температуры в комнате невозможны.

Часто нагреть или остановить нагрев (например, при солнечной погоде) в определенной комнате не регулируя температуру возда в других не представляется возможным. Обычно это промахи проектирования или выбора системы или даже выбора составляющих системы: диаметра и длины трубопровода, маленький аккумуляторный или расширительный бак, не правильно подобран коллектор отопительный котловой. Поэтому правильно всегда после изучения возможных систем отопления всегда обращаться к специалистам. Это исключит многие будущие хлопоты.

Инерционная система

В каменных домах инерционная система работает на равне с динамичной, однако существуют ситуации в которых требуется высокая инерционность системы. Эта ситуация возникает при наличии твердотопливного котла.

Твердотопливный котел в отличии от газового работает прерывисто, от топки до топки и, соответственно, температура теплоносителя то растет то убывает. Наиболее действенным способом справиться с этими скачками температуры является повышение инерционности системы в основном за счет увеличения количества теплоносителя, поэтому производители твердотопливных котлов рекомендуют устанавливать аккумулирующие баки, что позволяет не только снизить амплитуду колебания температуры воды, но и увеличить время между топками.

Способы подключения отопительных приборов

Однотрубная система (Ленинградка)

Однотрубная система отопления:

А) вертикальная

Б) горизонтальная

1) элемент отопления

) подающая труба

) обратная труба

В однотрубной системе отопительные приборы присоединяются друг к другу последовательно, т.е. теплоноситель последовательно проходит все приборы и только потом возвращается к котлу. Однотрубная система бывает вертикальной, как в большинстве многоэтажных зданий и горизонтальной, когда система охватывает отопительные приборы на одном этаже.

Однотрубная система популярна при устройстве отопления в многоквартирных многоэтажных зданиях, поскольку она требует меньшее количество труб по сравнению с двухтрубными системами. Другим достоинством системы является ее гидравлическая устойчивость, что означает, что при изменении расхода воды во всей системе, количество воды в каждой батарее изменится одинаково.

Большим недостатком системы является сложность ее расчета. Если допустить ошибку при расчете отопительных элементов, то исправить ее последствия будет сложно, поскольку изменение параметров одной батареи сильно влияет на работу всех остальных батарей. Второй недостаток - повышенное гидравлическое сопротивление.

Двухтрубная система

А) с верхней разводкой

Б) с нижней разводкой

В) с нижней разводкой отдельно по этажам

гидравлический расчет отопление однотрубная

1) элемент отопления

) подающая труба

) обратная труба

Двухтрубная система по сравнению с однотрубной сложнее и более металлоемка, поэтому ее не используют при устройстве многоэтажных зданий. Однако при отоплении индивидуальных домов эта система может быть предпочтительнее однотрубной.

Достоинствами двухтрубной системы являются меньшее гидравлическое сопротивление и возможность относительно независимой настройки отдельных помещений. Однако возможность регулирования приводит к тому, что перед пуском двухтрубная система должна быть отрегулирована. Двухтрубная система может быть как с верхней, так и с нижней разводкой.

Система с верхней разводкой - наиболее удобна при устройстве гравитационной циркуляции, поскольку она обладает более низким гидравлическим сопротивлением (по сравнению с однотрубной), а частичное охлаждение верхней подающей трубы создает дополнительное циркуляционное давление.

Система с нижней разводкой удобна в устройстве, поскольку подающие и обратные трубы лежат рядом. Существуют несколько модификаций двухтрубной системы с нижней разводкой:

лучевая (звезда), когда от коллектора (гребенки) к каждому отопительному прибору подается собственная подающая и обратная труба,

"шлейфом", когда коллекторы подающей и обратной воды обходят последовательно все батареи.

Принципы проектирования системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления на основе расчетного циркуляционного давления представляет собой отдельный этап проектирования. Этот расчет выполняется после определения тепловых нагрузок, выбора и конструирования системы, рассмотренных в предыдущих главах. Таким образом, проектирование системы можно разделить на четыре этапа, характерные не только для систем водяного, но и для систем парового и воздушного отопления.

Исходными данными для проектирования системы отопления служат: назначение, планировка и строительные конструкции здания; положение здания на местности; климатологические показатели для местности; источник теплоснабжения; температура и влажность воздуха в основных помещениях.

Расчет теплового режима. После проведения теплотехнического расчета наружных ограждений, расчета теплового режима в помещениях определяются теплопотери, подлежащие возмещению при помощи отопительных приборов. Расчеты выполняются с использованием сведений, изложенных в главах I и II.

Выбор системы. На этом этапе проектирования выбираются расчетная температура (параметры) воды, вид отопительных приборов и конструкция системы отопления с технико-экономическим обоснованием принятого решения в необходимых случаях. На основании сведений, приведенных в главах I, III, IV, можно установить следующие положения для выбора конструкции системы отопления.

В многоэтажных зданиях, имеющих более трех этажей, проектируются преимущественно вертикальные однотрубные системы отопления. В бесчердачных зданиях средней этажности используются однотрубные системы с нижней прокладкой обеих магистралей. В зданиях повышенной этажности применяются однотрубные системы с нижней разводкой подающей магистрали для создания "опрокинутой" циркуляции воды в стояках.

В зданиях массового строительства предпочтение отдается однотрубному стояку унифицированной конструкции, имеющему один диаметр и повторяющуюся длину его элементов.

В зданиях ограниченного объема, имеющих разноэтажные части, устраиваются двухтрубные системы с нижней прокладкой обеих магистралей. В одноэтажных зданиях, в двух-трехэтажных пристройках к главному зданию используются в основном горизонтальные однотрубные системы, могут применяться и двухтрубные системы с верхней разводкой подающей магистрали.

Чем выше здание, тем меньше должно быть гидравлическое сопротивление узла каждого отопительного прибора вертикального однотрубного стояка, и, наоборот, тем больше должно быть сопротивление каждого приборного узла двухтрубного стояка или горизонтальной однотрубной ветви.

Конструирование системы.

Больше работ по теме: