Страница 2: СП 41-102-98. Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб (31466)

Рисунок 8 — Вариант подсоединения распределительных коллекторов к стоякам из металлополимерных труб

Рисунок 9 — Подсоединение отопительных приборов к стоякам из стальных труб

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ

3.18 При гидравлическом расчете падение давления ??Р в системе отопления складывается из потерь давления на трение по длине трубопровода l и потерь давления на преодоление местных сопротивлений

??P=Rl+Z, (1)

где R — удельная линейная потеря давления на 1 м длины, Па/м;

Z — потеря давления на местное сопротивление, Па/м.

3.19 Гидравлические характеристики металлополимерных труб различных фирм при t = 80 °С представлены в приложении Б. Потери давления по длине, Па/м, можно определить по формуле

, (2)

где ?? — коэффициент сопротивления по длине;

V — скорость течения воды, м/с;

dр — расчетный диаметр трубы, м.

Коэффициент сопротивления по длине dp следует определять по формуле

, (3)

где b — число подобия режимов течения воды;

К э— коэффициент эквивалентной шероховатости, м;

Reф — число Рейнольдса фактическое.

Приведенный (внутренний) диаметр dр следует определять по формуле

dp = 0,5 (2dн +??dн - 4S - 2??S), (4)

где dн — наружный диаметр трубы, м;

??dн— допуск на наружный диаметр трубы, м;

S — толщина стенки трубы, м;

??S — допуск на толщину стенки трубы, м.

Фактическое число Рейнольдса Rеф, определяется по формуле

, (5)

где vt — коэффициент кинематической вязкости воды, м2/с, определяемый по таблице 1.

Таблица 1

Число Рейнольдса Reкв соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений при турбулентном движении воды, определяется по формуле

(6)

Число подобия режимов течения воды b определяется по формуле

(7)

Коэффициент эквивалентной (равномернозернистой) шероховатости Кэ, м, принимается равным 1,0 ?? 10-6 м.

3.20 При средней температуре теплоносителя, отличной от 80 °С, следует учесть согласно таблице 2 поправочный коэффициент а к значениям R, приведенным в приложении Б (при t = 80 °С)

R t = R ?? а, (8)

где Rt — удельный перепад давления при средней расчетной температуре теплоносителя и расходе G, Па/м;

R — значение удельного перепада давления (приложение Б) при t = 80 °С и при том же значении G, Па/м.

Таблица 2

3.21 Падение давления при преодолении местных сопротивлений Z, Па, может быть определено из зависимости

, (9)

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке трубопровода;

V — скорость теплоносителя в трубопроводе, м/с;

?? — плотность жидкости при температуре

теплоносителя, кг/м3.

Ориентировочные значения коэффициентов местных сопротивлений соединительных деталей элементов системы отопления приведены в таблице 3.

Гидравлические характеристики отопительных приборов: вентилей, клапанов, включая термостатические, представлены в справочных изданиях фирм-изготовителей и разработчиков нормативной документации.

Таблица 3

КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УДЛИНЕНИЙ

3.22 Компенсация температурных удлинений может быть осуществлена за счет самокомпенсации участков трубопровода, установкой компенсаторов и правильной расстановкой неподвижных и скользящих опор.

В качестве компенсаторов предпочтительно использовать углы поворотов трубопроводов. На прямых участках трубопровода необходимо предусматривать П-образные, Г-образные, петлевые и другие компенсаторы, расстояния между которыми определяются расчетом.

В качестве неподвижных опор могут быть использованы держатели для труб, закрепленные на строительных конструкциях, или укрепленные в них кронштейны.

3.23 Удлинение отрезка трубопровода при изменении температуры теплоносителя и окружающей среды (рисунок 10) определяется по формуле

??l = 0,025 ?? L ?? ??t, (10)

где ??l — изменение длины трубы, мм;

L — длина участка трубопровода при температуре монтажа, м;

??t — перепад температур между температурой воздуха в помещении при монтаже и эксплуатации, °С;

0,025 — коэффициент линейного расширения трубы, мм/м.

3.24 Расчет компенсирующей способности П-образных компенсаторов и Г-образных элементов трубопровода производится по формуле (рисунок 11)

, (11)

где Lк — вылет компенсатора;

dн — наружный диаметр трубы, мм;

??l — изменение длины участка трубопровода при изменении температуры воздуха при монтаже и эксплуатации;

30 — коэффициент эластичности для полимерных труб.

На рисунке 12 показан пример традиционного решения компенсации удлинений стояков для систем отопления с применением металлополимерных труб.

Перепад температур, °С

Рисунок 10 — Диаграмма для определения удлинения труб

1 — П-образный; 2 — Г-образный; 3 — петлеобразный; а — положение трубы при максимальной температуре; в —то же, при минимальной; Lk— вылет компенсатора; Х — неподвижная опора; = скользящая опора

Рисунок 11 — Устройство компенсаторов

Рисунок 12 — Подсоединение отопительных приборов к стоякам отопления из металлополимерных труб

ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ

3.25 По данным рекомендаций института НИИсантехники, тепловой поток металлополимерных труб длиной l, м, можно определять по следующей зависимости (рисунок 13)

(12)

где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С;

tc —температура на наружной поверхности трубопровода, °С;

Q — тепловой поток, Вт;

l — длина трубы, м;

t — температура теплоносителя, °С;

tвз — температура воздушной среды, °С;

??н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м2 ?? К;

dн — наружный диаметр трубы, мм;

?? — коэффициент теплопроводности, Вт/м К;

dв — внутренний диаметр трубы, мм;

??вн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м2 ?? К;

а—без теплоизоляции; б—с изоляцией; 1, 2—полиэтиленовая оболочка; 3 — алюминиевая труба; 4 — теплоизоляция

Рисунок 13 — Схема металлополимерной трубы для расчета теплопередачи через цилиндрическую стенку

При оценке возможности выпадения конденсата на поверхности трубы необходимо определить температуру наружной стенки трубы и сопоставить ее с температурой точки росы tр

(13)

где tвз — температура воздушной среды, °С;

??н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м2 ?? К.

Выпадения конденсата не будет при условии tс > tр.

3.26 При использовании теплоизоляции тепловой поток теплоизолированной трубы приближенно может быть определен по следующей зависимости

(14)

где dиз— наружный диаметр изоляции, м;

??из — коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м ?? К.

Это соотношение справедливо при условии идеального контакта наружной поверхности трубы с изоляцией. При накладной изоляции обычно условие не соблюдается и воздушная прослойка играет роль дополнительного слоя.

3.27 По данным НИИсантехники в таблицах 4 и 5 представлены результаты тепловых испытаний металлополимерных труб в виде зависимости линейной плотности теплового потока q, Вт/м, от температурного напора ??, °С, при горизонтальном расположении открыто проложенных труб на высоте 100 мм от пола и вертикальном расположении труб. В среднем тепловой поток q, Вт/м, зависит от фактического температурного напора ??, °С, в степени 1,2, т.е.

(15)

где С — коэффициент, принимаемый для различных диаметров труб по столбцу “0” в таблицах 4 и 5 при 0 = 70 °С, Вт/м;

70 — нормативная разность температур (температурный напор), °С;

?? — фактическая разность среднеарифметической температуры теплоносителя в трубе и расчетной температуры воздуха в помещении, °С, рассчитываемая по формуле

(16)

где tн и tк — соответственно начальная и конечная температура теплоносителя;

tв — температура воздуха в помещении.

3.28 Полезный тепловой поток открыто проложенных металлополимерных труб учитывается в пределах 90 — 100 % приведенного в таблицах 4 и 5 (в зависимости от способа прокладки).

3.29 При прокладке горизонтальных труб под потолком рекомендуется учитывать 70 — 80 % их расчетного теплового потока.

3.30 Тепловой поток вертикальных труб снижается в среднем:

- при экранировании открытого стояка из полимерных труб металлическим экраном на 25 %;

- при скрытой прокладке в глухой борозде на 50 %;

- при скрытой прокладке в вентилируемой борозде на 10 %.

3.31 Общий тепловой поток от одиночных труб, замоноличенных в междуэтажных перекрытиях отапливаемых помещений и во внутренних перегородках из тяжелого бетона (??бет ?? 1,8 Вт/м ?? К, ??бет ?? 2000 кг/м3), увеличивается в среднем в 2,0 раза (при оклейке стен обоями — в 1,8 раза).

3.32 Общий тепловой поток от одиночных труб в наружных ограждениях из тяжелого бетона (??бет ?? 1,8 Вт/м ?? К, ??бет ?? 2000 кг/м3) увеличивается в среднем в 1,6 раза (при оклейке стен обоями — в 1,4 раза), причем полезный тепловой поток при наличии эффективной теплоизоляции между трубой и наружной поверхностью стены составляет в среднем 90 % общего.

Таблица 4— Тепловой поток 1 м открыто проложенных горизонтальных металлополимерных труб