Определение диаметров трубопроводов систем отопления
TEPLOKARTA 20.04.2019 0 Комментариев

Определение диаметров трубопроводов системы отопления. Основные технико-экономические требования. Целесообразные значения скорости теплоносителя. Опыт строительства и эксплуатации систем отопления.

Для распределения теплоносителя между отопительными приборами в системах отопления используют трубопроводы, выполненные из черной и нержавеющей стали, меди, различных мо­дификаций полиэтилена PE-Х, полипропилена PP, полибутилена PB, а также многослойных труб PE-Xс-Al-PE-X и других.

Основными технико-экономическими требованиями при определении диаметров трубопрово­дов в системах отопления являются:

- минимизация эксплуатационных затрат на преодоление гидравлического сопротивления при циркуляции теплоносителя в системе;

- минимизация капитальных затрат при строительстве на трубопроводы и запорно-регулирую­щую арматуру принятых диаметров.

Для удовлетворения первого из требований, диаметры трубопроводов и установленной регулирующей арматуры должны быть в пределах обеспечения минимальной скорости движения теплоносителя 0,2 - 0,25 м/с, необходимой для удаления пузырьков воздуха, которые способны образовывать воздушные пробки.

Малые скорости движения теплоносителя приводят к увеличению диаметров трубопроводов и, как следствие, к ряду отрицательных моментов при строительстве и эксплуатации систем во­дяного отопления:

- увеличение материалоемкости (металлоемкости) системы;

- увеличение стоимости системы отопления;

- увеличению количества (объема) теплоносителя в системе;

- снижение быстродействия системы (увеличение тепловой инерции).

Для обеспечения минимизации капитальных затрат по второму экономическому условию, диаметры трубопроводов и арматуры должны быть наименьшими, но не приводящими при рас­четном расходе теплоносителя к появлению гидравлических шумов в трубопроводах и запорно-регулирующей арматуре системы отопления, которые возникают при значениях скорости тепло­носителя 0,6 - 1,5 м/с в зависимости от величины коэффициента местного сопротивления.

Очевидно, что при противоположной направленности приведенных требований к величине определяемого диаметра трубопровода существует область целесообразных значений скорости движения теплоносителя. Как показывает опыт строительства и эксплуатации систем отопления, а также сопоставление капитальных и эксплуатационных затрат, оптимальная область значений скоростей движения теплоносителя находится в пределах 0,3÷0,7 м/с. При этом удельные по­тери давления будут составлять 45÷280 Па/м для полимерных трубопроводов и 60÷480 Па/м для стальных водогазопроводных труб.

Учитывая более высокую стоимость трубопроводов из полимерных материалов, целесообраз­но придерживаться более высоких скоростей движения теплоносителя в них для предотвраще­ния увеличения капиталовложений при строительстве. При этом эксплуатационные затраты (гидравлические потери давления) в трубах из полимерных материалов в сравнении со стальными трубами будут меньше или оставаться на том же уровне, благодаря значительно более низкой величине коэффициента гидравлического трения.

Для определения внутреннего диаметра трубопровода dвн на расчетном участке системы ото­пления при известном транспортируемом тепловом потоке и разности температур в подающем и обратном трубопроводах Δtсо = 90 - 70 = 20 °С (для двухтрубных систем отопления) или расходе теплоносителя удобно пользоваться ниже представленной таблицей.

Таблица. Определение внутреннего диаметра трубопроводов системы отопления. 

Внутренний

диаметр

трубопровода,

dвн, мм

Тепловой поток Q, Вт при Δtсо = 20 при скорости движения v, м/с Расход воды G, кг/час

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

8

409

818

1226

1635

2044

2453

2861

3270

3679

4088

4496

18

35

53

70

88

105

123

141

158

176

193

10

639

1277

1916

2555

3193

3832

4471

5109

5748

6387

7025

27

55

82

110

137

165

192

220

247

275

302

12

920

1839

2759

3679

4598

5518

6438

7358

8277

9197

10117

40

79

119

158

198

237

277

316

356

395

435

15

1437

2874

4311

5748

7185

8622

10059

11496

12933

14370

15807

62

124

185

247

309

371

433

494

556

618

680

20

2555

5109

7664

10219

12774

15328

17883

20438

22992

25547

28102

110

220

330

439

549

659

769

879

989

1099

1208

25

3992

7983

11975

15967

19959

23950

27942

31934

35926

39917

43909

172

343

515

687

858

1030

1202

1373

1545

1716

1888

32

6540

13080

19620

26160

32700

39240

45780

52320

58860

65401

71941

281

562

844

1125

1406

1687

1969

2250

2531

2812

3093

40

10219

20438

30656

40875

51094

61313

71532

81751

91969

102188

112407

439

879

1318

1758

2197

2636

3076

3515

3955

4394

4834

50

15967

31934

47901

63868

79835

95802

111768

127735

143702

159669

175636

687

1373

2060

2746

3433

4120

4806

5493

6179

6866

7552

70

31295

62590

93885

125181

156476

187771

219066

250361

281656

312952

344247

1346

2691

4037

5383

6729

8074

9420

10766

12111

13457

14803

100

63868

127735

191603

255471

319338

383206

447074

510941

574809

638677

702544

2746

5493

8239

10985

13732

16478

19224

21971

24717

27463

30210

 

Расчетная плотность воды при tср = 80 °С          ρ = 971,8 кг/м³

Дальнейший выбор трубопроводов для инженерных систем жизнеобеспечения, в том числе и отопления, заключается в определении типа трубы, которая при планируемых условиях эксплуатации обеспечит максимальную надежность и долговечность. Столь высокие требования объясняются тем, что трубопроводы систем горячего и холодного водоснабжения, отопления, теплоснабжения установок вентиляции и кондиционирования воздуха, газоснабжения и других инженерных систем проходят практически через весь объем здания. Стоимость трубопроводов всех инженерных систем в сравнении со стоимостью здания менее 0,1%, а авария или замена трубопроводов при их сроке эксплуатации менее срока эксплуатации здания приводит к значительным дополнительным затратам на косметический или капитальный ремонты, не говоря о возможных убытках при аварии на восстановление оборудования и материальных ценностей, находящихся в здании.

Все трубы промышленного изготовления, которые применяют в системах отопления можно разделить на две большие группы:

- металлические;

- неметаллические.

Главная отличительная особенность металлических труб – механическая прочность, неметаллических – долговечность.

На основании предварительно определенного внутреннего диаметра трубопровода принимают соответствующий диаметр условного прохода dу для металлических труб или наружный диаметр и толщину стенки трубы dн x s для полимерных (металлополимерных) трубопроводов.

Разные типы труб имеют различные механические, гидравлические и эксплуатационные характеристики, оказывающие различное влияние на процессы гидродинамики и распределения тепловых потоков в системе отопления. Известно, что при снижении гидравлических потерь давления на трение при движении теплоносителя в трубах повышается эффективность регулирования расходом теплоносителя (тепловым потоком) отопительного прибора за счет увеличения (перераспределения) срабатываемого располагаемого давления на регулируемых вручную или автоматически вентилях, кранах, клапанах или другой арматуре. При этом говорят о росте авторитета регулирующего вентиля. Под авторитетом регулирующей арматуры следует понимать долю располагаемого на регулируемом участке давления, которая расходуется на преодоление местного сопротивления вентиля (клапана) при движении теплоносителя.

Таблица. Трубы промышленного изготовления для систем отопления.

Металлические трубы

Неметаллические трубы

Стальные водогазопроводные обыкновенные по ГОСТ 3262-75

Из сшитого полиэтилена высокой плотности (ПЭС, РЕХ – англ., VPE – нем.) по ГОСТ 18599-83

Стальные водогазопроводные легкие по ГОСТ 3262-75

Полипропиленовые (PPRC) по DIN 8077

Стальные электросварные по ГОСТ 10704-91

Полибутеновые (ПБ, PB) по DIN 6968

Стальные бесшовные горячедеформированные по ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78 (для наиболее ответственных участков систем, технологических трубопроводов)

PVC- поливинилхлорид ПВХ

Стальные оцинкованные по ГОСТ 326275 (для дренажных и воздуховыпускных трубопроводов)

CPVC- сшитый поливинилхлорид ПВХ

Медные трубы по ГОСТ 617-72*, EN 1057

Металлополимерные многослойные PEX-Al-PEX, PE-RT/Al/PE-HD по ГОСТ 18599-83, DIN 4726, DIN 13 892

Комментарии

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности