Категория

Седмичен Новини

1 Гориво
Сух топъл под: системи за подови настилки
2 Помпи
Действителното съпротивление на отоплителната система
3 Гориво
Характеристики на изолация на пода с дървени стърготини
4 Радиатори
Как да направите инфрачервен нагревател да го направите сами
Основен / Котли

Хидравлично изчисляване на отоплителната система: основните цели и цели на това действие


Ефективността на отоплителната система не гарантира висококачествени тръби и високоефективен топло генератор.

Наличието на грешки, допуснати по време на монтажа, може да попречи на работата на котела при пълна мощност: или ще бъде студено в помещенията, или разходите за енергия ще бъдат необосновано високи.

Ето защо е важно да се започне с разработването на проекта, една от най-важните от които е хидравличното изчисляване на отоплителната система.

Изчисляване на хидравличната система за отопление на водата

Охлаждащата течност циркулира през системата под налягане, което не е постоянна стойност. Тя се намалява поради наличието на сили на триене на водата срещу стените на тръбите, съпротивление на тръбните фитинги и фитинги. Собственикът на жилища също така допринася за регулирането на разпределението на топлината в отделни помещения.

Налягането се увеличава, ако температурата на отопление на охлаждащата течност нараства и обратно - намалява, тъй като намалява.

За да се избегне дисбаланс на отоплителната система, е необходимо да се създадат условия, при които всеки радиатор получава толкова охлаждащо средство, колкото е необходимо, за да се поддържа зададената температура и да се напълнят неизбежните топлинни загуби.

Основната цел на хидравличното изчисление е да се хармонизират очакваните разходи на мрежата с действителната или оперативната.

На този етап от проекта се определят:

  • диаметър на тръбите и техния капацитет;
  • локални загуби на налягане в отделните участъци на отоплителната система;
  • изисквания към хидравличното съединение;
  • загуба на налягане в цялата система (общо);
  • оптимална скорост на охлаждане.

За производството на хидравлични изчисления е необходимо да се направи известна подготовка:

  1. Съберете основните данни и ги организирайте.
  2. Изберете метод за изчисление.

На първо място, дизайнерът проучва топлинните параметри на обекта и извършва термичния анализ. В резултат на това той има информация за необходимото количество топлина за всяка стая. След това се избират нагревателите и топлинният източник.

Схематично изображение на отоплителната система в частна къща

На етапа на разработване се взема решение за вида на отоплителната система и се избират характеристиките на нейното балансиране, тръбите и фитингите. След завършване на изготвянето на аксонометричен план са разработени планове за помещения, които показват:

  • мощност на радиатора;
  • скорост на потока охлаждащ агент;
  • поставяне на термично оборудване и др.

Изчисляване на диаметъра на тръбата

Изчисляването на напречното сечение на тръбата трябва да се основава на резултатите от изчисляването на топлината, икономически обосновани:

  • за двутръбна система - разликата между tr (гореща охлаждаща течност) и (охладена - връщаща);
  • за еднотръбен поток G, kg / h.

Освен това изчислението трябва да отчита скоростта на движение на работната течност (охлаждаща течност) - V. Неговата оптимална стойност е в диапазона от 0.3-0.7 m / s. Скоростта е обратно пропорционална на вътрешния диаметър на тръбата.

Когато скоростта на водата е 0,6 м / с, в системата се появява характерен шум, но ако е по-малък от 0,2 м / сек, съществува риск от задръствания.

За изчисления е необходима още една скоростна характеристика - топлинен дебит. Обозначава се с буквата Q, измерена във ватове и изразена в количеството на предаваната топлина за единица време

Q (W) = W (J) / t (s)

В допълнение към горните първоначални данни изчислението ще изисква параметрите на отоплителната система - дължината на всяка секция с индикацията за свързаните с нея инструменти. За удобство тези данни могат да бъдат обобщени в таблица, пример за която е дадена по-долу.

Таблица с параметри на парцела

Термично изчисление на отоплителната система: как да се изчисли правилно натоварването на системата

В частна къща трябва да направите всичко със собствените си "ръце", включително броене, проектиране, закупуване и инсталиране на отоплителната система.

За да започнете да организирате комуникации в къщата, е необходимо да направите топло изчисление на отоплителната система. Следващото обяснява как и защо се прави това.

Изчисляване на топлината на отоплението

Класическото термично изчисление на отоплителната система е консолидиран технически документ, който включва задължителните стъпка по стъпка стандартни методи за изчисление.

Но преди да проучите тези изчисления на основните параметри, трябва да решите концепцията за самата отоплителна система.

Отоплителната система се характеризира с принудително изтичане и неволно разсейване на топлината в помещението. Основните задачи за изчисляване и проектиране на отоплителната система:

  • най-надеждно определя топлинната загуба
  • определя количеството и условията на използване на охлаждащата течност
  • изберете елементите на генериране, движение и пренос на топлина възможно най-точно

При изграждането на отоплителна система е необходимо първоначално да се събират различни данни за помещението / сградата, където ще се използва отоплителната система. След като изчислите топлинните параметри на системата, анализирайте резултатите от аритметичните операции. Въз основа на получените данни изберете компонентите на отоплителната система с последващата покупка, монтаж и пускане в експлоатация.

Трябва да се отбележи, че този метод на термично изчисление ви позволява да изчислите много точно голям брой количества, които конкретно описват бъдещата отоплителна система. В резултат на термичното изчисление ще бъде налична следната информация:

  • броя топлинни загуби, мощността на котела;
  • броя и вида на топлинните радиатори за всяка отделна стая;
  • хидравлични характеристики на тръбопровода;
  • обем, скорост на охлаждащата течност, мощност на помпата.

Термичните изчисления не са теоретични скици, а доста точни и разумни резултати, които се препоръчват да се използват на практика при избора на компоненти на отоплителната система.

Условия на стайна температура

Преди да се извършат каквито и да е изчисления на системните параметри, е необходимо поне да се знае реда на очакваните резултати, както и да се получат стандартизирани характеристики на някои стойности на таблицата, които трябва да бъдат заместени във формули или ръководни от тях. След като извършихме изчисленията на параметри с такива константи, можем да бъдем сигурни в надеждността на желания динамичен или постоянен параметър на системата.

За отоплителната система един от тези глобални параметри е стайната температура, която трябва да бъде постоянна, независимо от периода на годината и условията на околната среда.

Съгласно разпоредбите на санитарните стандарти и правила има разлика в температурата спрямо летния и зимния период на годината. За температурата на стаята през летния сезон е климатичната система, но температурата в помещенията през зимния период се осигурява от отоплителната система. Искам да кажа, ние се интересуваме от температурни диапазони и техните отклонения от отклонения за зимния сезон.

Повечето регулаторни документи уточняват следните температурни диапазони, които позволяват на човек да бъде удобно в помещение. За нежилищни офиси до 100 m 2:

  • оптимална температура на въздуха 22-24 ° C
  • допустимо колебание 1 ° С

За офис помещения с площ над 100 м 2, температурата е 21-23 ° С. За нежилищните промишлени типове температурните диапазони се различават значително в зависимост от предназначението на помещенията и установените стандарти за защита на труда.

По отношение на жилищните помещения: апартаменти, частни къщи, имоти и др. Има определени температурни диапазони, които могат да бъдат коригирани в зависимост от желанията на жителите. И все пак за конкретни помещения на апартамент и къща имаме:

  • дневна, включително детска стая, стая 20-22 ° С, толеранс ± 2 ° С
  • кухня, тоалетна 19-21 ° С, толеранс ± 2 ° С
  • баня, душ, басейн 24-26 ° С, толеранс ± 1 ° С
  • коридори, коридори, стълбища, складове 16-18 ° С, толерантност + 3 ° С

Важно е да се отбележи, че има няколко основни параметъра, които влияят върху температурата в помещението и които трябва да се ръководят при изчисляване на отоплителната система: влажност (40-60%), концентрация на кислород и въглероден двуокис във въздуха (250: 1) маси (0.13-0.25 m / s) и др.

Изчисляване на топлинните загуби в къщата

Съгласно втория закон за термодинамиката (училищната физика) няма спонтанно пренасяне на енергия от по-малко загряти до по-отоплени мини или макро обекти. Специален случай на този закон е "стремежът" да се създаде температурно равновесие между две термодинамични системи.

Например, първата система е среда с температура -20 ° С, втората система е сграда с вътрешна температура от + 20 ° С. Съгласно горепосочения закон тези две системи ще се стремят да се балансират чрез обмен на енергия. Това ще се случи чрез загуба на топлина от втората система и охлаждане в първата.

Топлинна загуба означава неволното изпускане на топлина (енергия) от някакъв обект (къща, апартамент). За един обикновен апартамент този процес не е толкова "забележим" в сравнение с частната къща, тъй като апартаментът се намира вътре в сградата и "граничи" с други апартаменти. В частна къща, през външните стени, пода, покрива, прозорците и вратите, до една или друга степен, топлината "напуска".

Познавайки количеството топлинни загуби при най-неблагоприятните атмосферни условия и характеристиките на тези условия, е възможно да се изчисли мощността на отоплителната система с висока точност.

Така че обемът на изтичане на топлина от сградата се изчислява по следната формула:

където Qi е обемът на топлинните загуби от единния тип облицовка на сградата. Всеки компонент от формулата се изчислява по формулата:

Q = S * ΔT / R

където Q е изтичане на топлина (W), S е площта на определен тип конструкция (m 2), ΔT е разликата между температурата на въздуха в помещението (° C), R е термично съпротивление на определен тип конструкция (m 2 ° C / W).

Самото количество термично съпротивление за материалите от реалния живот се препоръчва да се вземат от помощните маси. В допълнение, топлинното съпротивление може да се получи, като се използва следната зависимост:

R = d / k

където R е термичното съпротивление (m 2 K) / W), k е коефициентът на топлопроводимост на материала (W / (m 2 K)), d е дебелината на този материал (m).

В къщата има няколко вида топлинни загуби през пукнатините в конструкциите, вентилационната система, аспиратора, отварянето на прозорците и вратите. Но като се има предвид техният обем, няма смисъл, тъй като те не съставляват повече от 5% от общия брой главни течове.

Определяне на мощността на котела

За да се поддържа температурната разлика между средата и температурата вътре в къщата, е необходима автономна отоплителна система, която поддържа правилната температура във всяка стая в частна къща.

Основата на отоплителната система е котел: течно или твърдо гориво, електричество или газ - на този етап това няма значение. Котелът е централното устройство на отоплителната система, която генерира топлина. Основната характеристика на котела е неговата мощност, а именно обменният курс, количеството топлина за единица време.

Чрез изчисляване на топлинния товар върху отоплението получаваме необходимата номинална мощност на котела. За обикновен многостаен апартамент мощността на котела се изчислява чрез площта и специфичната мощност:

където sстая - обща площ на отопляемата стая, Pudellnaya - плътност на мощността спрямо климатичните условия. Но тази формула не отчита топлинните загуби, които са достатъчни в частната къща. Има и друга връзка, в която се взема предвид този параметър:

където rбойлер - мощност на котела (W), Qзагуба - топлинни загуби, S - отопляема площ (m 2).

За да се предвиди резервът на мощността на котела, като се вземе предвид отоплението на водата за кухнята и банята, трябва да добавите фактора К към последната формула

където K - ще бъде равно на 1,25, т.е. изчислената мощност на котела ще бъде увеличена с 25%. По този начин капацитетът на котела дава възможност за поддържане на стандартната температура на въздуха в помещенията на сградата, както и за първоначален и допълнителен обем гореща вода в сградата.

Характеристики на избор на радиатори

Стандартните компоненти за осигуряване на топлина в помещение са радиатори, панели, системи за подово отопление, конвектори и др. Най-често срещаните части на отоплителната система са радиатори.

Топлинният радиатор е специална куха модулна конструкция, изработена от сплав с висока разсейване на топлината. Тя е изработена от стомана, алуминий, чугун, керамика и други сплави. Принципът на работа на отоплителния радиатор се намалява до излъчването на енергия от охлаждащата течност в пространството на помещението през "венчелистчетата".

Има няколко метода за изчисляване на броя на радиаторните секции в помещението. Следният списък от методи се сортира по реда на увеличаване на точността на изчислението.

  1. По площ. N = (S * 100) / C, където N е броят на участъците, S е площта на помещението (m 2), C е топлинната мощност на една секция на радиатора (W се взема от паспорта или сертификата за продукта) която е необходима за отопление 1 m 2 (емпирична стойност). Възниква въпросът: как да се вземе предвид височината на тавана на стаята?
  2. По обем. N = (S * H ​​* 41) / C, където N, S, С е подобен. H - височина на помещението, 41 W - количеството топлинен поток, което е необходимо за отопление 1 m 3 (емпирична стойност).
  3. По коефициенти. N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, където N, S, C и 100 са подобни. k1 - профил брой камери в прозореца на прозореца на стаята, k2 - топлоизолационни стени, k3 - съотношението на площта на прозорците, за да площта на пода, К4 - средно под нулата температура през най-студения седмица зимата K5 - брой на външните стени на помещението (които "навън" на улицата) K6 - тип стая в горната част, K7 - височина на тавана.

Това е най-точната версия на изчислението на броя секции. Естествено, закръгляването на частичните резултати от изчисленията винаги се извършва до следващото цяло число.

Хидравлично изчисляване на водоснабдяването

Разбира се, "картината" на изчислението на топлината за отопление не може да бъде пълна, без да се изчисляват такива характеристики като обема и скоростта на охлаждащата течност. В повечето случаи охлаждащата течност е обикновена вода в състояние на течно или газообразно агрегатно състояние.

Изчисляването на обема на водата, загрята от двуканален котел за осигуряване на топла вода и отопление на охлаждащата течност, се извършва чрез сумиране на вътрешния обем на отоплителния кръг и действителните нужди на потребителите в загрята вода.

Обемът на горещата вода в отоплителната система се изчислява по формулата:

W = k * P

където W е обемът на топлоносителя, P е мощността на отоплителния котел, k е коефициентът на мощността (броят на литровете на единица мощност е 13,5, варира от 10 до 15 литра). В резултат на това, крайната формула изглежда така:

W = 13,5 * Р

Скоростта на охлаждащата течност - окончателната динамична оценка на отоплителната система, която характеризира скоростта на циркулация на течността в системата. Тази стойност помага да се оцени типът и диаметърът на тръбопровода:

V = (0,86 * P * μ) / ΔT

където P е мощността на котела, μ е ефективността на котела, ΔT е температурната разлика между подадената вода и веригата на връщащата вода.

Обобщавайки горните методи за изчисляване на характеристиките, ще бъдат налични действителните резултати от изчисленията, които са "основата" на бъдещата отоплителна система.

Пример за изчисление на топлината

Като пример за термично изчисление има обикновена едноетажна къща с четири хола, кухня, баня, зимна градина и помещения за обществено ползване.

Размери на сградата. Височината на пода е 3 метра. Малкият прозорец на предната и задната част на сградата е 1470 * 1420 mm, големият прозорец на фасадата е 2080 * 1420 mm, входните врати са 2000 * 900 mm, вратите на задната част (изход към терасата) са 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Започваме с изчисляването на областите на хомогенни материали:

  • разгъната застроена площ 152 м 2
  • покривната площ е 180 м 2 (като се вземат предвид височината на таванското помещение 1,3 метра и ширината на гредата - 4 метра)
  • площта на прозорците е 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 м 2
  • площта на вратите е 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 м 2

Площта на външните стени ще бъде 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 м 2. Обръщаме се към изчисляването на топлинните загуби за всеки материал:

И също Qстената еквивалентно на 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. Сумата от всички топлинни загуби ще бъде 19628,4 вата. В резултат на това изчисляваме мощността на котела:

Изчислете броя секции на радиаторите, които ще се произвеждат в една от стаите. За всички други изчисления са подобни. Например, ъгловата стая (вляво, долния ъгъл на диаграмата) е с площ 10,4 м2.

Тази стая изисква 9 секции от отоплителен радиатор с топлинна мощност от 180 вата. Обръщаме се към изчисляването на количеството охлаждаща течност в системата:

Скоростта на охлаждащата течност ще бъде:

В резултат на това пълно завъртане на общия обем на охлаждащата течност в системата ще бъде равно на 2,87 пъти за един час.

Полезно видео по темата

Просто изчисление на отоплителната система за частна къща е представено в следния преглед:

Всички тънкости и общоприетите методи за изчисляване на топлинните загуби на сграда са показани по-долу:

Друг начин за изчисляване на течове в типична частна къща:


Този видеоклип разказва за характеристиките на циркулацията на енергиен носител за домашно отопление:

Термичното изчисление на отоплителната система е индивидуално, трябва да се извършва правилно и точно. Колкото по-точни ще бъдат изчисленията, толкова по-малко надплащане ще има собствениците на къщи в процес на експлоатация.

Характеристики на хидравличното изчисляване на отоплителната система на радиатора

Нулите, които трябва да знаете, за да извършите хидравличното изчисление на отоплителната система на радиатора.

Удобството в една селска къща зависи до голяма степен от надеждната работа на отоплителната система. Трансферът на топлината в отоплителното тяло, системата "топъл под" и "топла перваз" се осигуряват чрез придвижване през тръбите на охлаждащата течност. Ето защо, хидравличният дизайн на отоплителната система предхожда правилния избор на циркулационни помпи, клапани и фитинги, фитинги и определяне на оптималния диаметър на тръбопроводите.

Това изчисление изисква професионални познания, така че ние в тази част на курса "Отоплителни системи: подбор, инсталиране", с помощта на специалист от REHAU, ще кажем:

  • Какви нюанси трябва да знаете преди извършване на хидравличното изчисление.
  • Каква е разликата между отоплителните системи с движение на задната и задната част на охлаждащата течност?
  • Какви са целите на хидравличното изчисление.
  • Като тръбен материал и метод за тяхното свързване влияе върху хидравличното изчисление.
  • Как специалният софтуер ви позволява да ускорите и опростите процеса на хидравлично изчисление.

Нюанси, които трябва да знаете, преди да извършите хидравлично изчисление

В съвременна отоплителна система, комплексни хидравлични процеси с динамично променящи се характеристики на потока. Следователно, много от нюансите оказват влияние върху хидравличното изчисление: като се започне от вида на отоплителната система, вида на отоплителните уреди и начина на тяхното свързване, режима на регулиране и завършва с материала на компонентите.

Важно: Тръбопроводната отоплителна система на селска къща е сложна разклонена мрежа. Хидравличното изчисление определя правилната му работа, така че необходимото количество охлаждаща течност да се подава към всички отоплителни уреди. Правилно изчисляване и проектиране на отоплителната система може да бъде квалифицирана, като има специализирано образование в тази дисциплина.

Радиаторните и водопроводните системи са разклонени тръбопроводни мрежи. В тръбопроводите се губи налягане поради триенето на стените на тръбите и локалното съпротивление на фитингите при разделяне или сливане на потоци, до внезапно разширяване или свиване на "живата" секция. За да може охлаждащата течност или водата да достигне отоплителните уреди или точките в необходимото количество, тръбопроводната мрежа трябва да бъде правилно изчислена.

Независимо коя инсталация за отопление е инсталирана в къщата, например окабеляването или подовото отопление, принципът на хидравличното изчисление е еднакъв за всички, но всяка система изисква индивидуален подход.

Например, нагревателната система може да бъде заредена с вода, етилен или пропиленгликол и това ще повлияе на хидравличните параметри на системата.

Етиленгликолът или пропилей гликолът има по-висок вискозитет и по-ниска плавност от водата и следователно ще има по-голяма съпротива, когато се движи по тръбопровод. В допълнение, топлинният капацитет на етиленгликола е по-малък от този на водата и е 3,45 kJ / kg, а този на водата е 4,19 kJ / (kg * K). В тази връзка дебитът със същата температурна разлика трябва да бъде с повече от 20% по-висок.

Важно: типът на охлаждащата течност, който ще циркулира в отоплителната система, се определя предварително. Съответно: конструкторът при хидравличното изчисляване на отоплителната система трябва да вземе предвид неговите характеристики.

Изборът на едно- или двутръбна отоплителна система също влияе върху метода на хидравличното изчисление.

Това се дължи на факта, че при еднотръбна система водата минава през всички радиатори последователно, а потокът през всички устройства при условията на проектирането ще бъде еднакъв за различни малки температурни разлики на всяко устройство. При двутръбна система водата през отделни пръстени протича независимо до всеки радиатор. Следователно, при двутръбна система температурната разлика във всички устройства ще бъде еднаква и голяма, в порядъка на 20 К, но разходите за всяко устройство ще се различават значително.

При хидравличното изчисление е избран най-зареденият пръстен. Тя се изчислява. Всички останали пръстени са свързани към него, така че загубите в паралелните пръстени са еднакви със съответните части на основния пръстен.

При извършване на хидравлично изчисление обикновено се въвеждат следните предположения:

  1. Скоростта на водата в облицовката не е по-голяма от 0,5 м / сек, по магистралите в коридорите 0,6-0,8 м / с, по магистралите в сутерените 1,0-1,5 м / сек.
  2. Специфичната загуба на налягане, дължаща се на триенето в тръбопроводите, е не повече от 140 Pa / m.

Отоплителни системи с движение на охлаждащата течност от задния край и от обратната страна

Имайте предвид, че в системите за окабеляване с един принцип на хидравлично изчисление съществуват различни подходи, тъй като системите са разделени на мъртво края и преминават.

С верига от неопределен път, охлаждащата течност се придвижва по посока на "потока" и "връщащата тръба" в противоположни посоки. И, съответно, в схемата за преминаване охладителната течност се движи през тръбите в една посока.

В системите от несвързани краища изчислението се извършва чрез отдалечените - най-заредени секции. За целта изберете основния циркулационен пръстен. Това е най-неблагоприятната посока за водата, при която диаметрите на нагревателните тръби са избрани предимно. Всички други незначителни пръстени, които възникват в тази система, трябва да бъдат свързани с основната. В свързаната система изчислението се извършва чрез средната, най-заредена, стъпало.

Водопроводните системи следват подобен принцип. Системата се изчислява чрез най-отдалечената и най-заредена платформа. Но има една функция - при изчисляване на разходите.

Важно: ако в отоплителната инсталация потокът зависи от количеството на топлината и температурния спад, то във водоснабдяването дебитът зависи от нормите на потребление на вода, както и от вида на инсталираните водни фитинги.

Цели на хидравличното изчисление

Целите на хидравличното изчисление са, както следва:

  1. Изберете оптималните диаметри на тръбопроводите.
  2. Връзка на налягането в отделните отрасли на мрежата.
  3. Изберете циркулационна помпа за отоплителната система.

Ще разкрием по-подробно всяка от тези точки.

1. Избор на диаметър на тръбите

Колкото по-малък е диаметърът на тръбопровода, толкова по-голяма е устойчивостта на протичане на охлаждащата течност поради триенето спрямо стените на тръбопровода и местната устойчивост на завоите и клоните. Поради това, при малки разходи, по правило се вземат малки диаметри на тръбопроводите за големи разходи, съответно големи диаметри, поради което системата може да се коригира в ограничена степен.

Ако системата е разклонена - има кратък и дълъг клон, тогава има голям разход за дълъг клон и по-малък за кратък клон. В този случай кратък клон трябва да бъде направен от тръби с по-малки диаметри, а дългият клон трябва да бъде направен от тръби с по-голям диаметър.

И тъй като скоростта на потока намалява, от началото до края на отклонението, диаметрите на тръбите трябва да се понижат, така че скоростта на охлаждащата течност да е приблизително еднаква.

2. Свързване на натиска в отделните отрасли на мрежата

Свързването може да се извърши чрез избиране на подходящ диаметър на тръбата или, ако възможностите на този метод бъдат изчерпани, чрез инсталиране на регулатори на дебита на налягане или регулиращи клапани на отделните клонове.

Частично ние, както е описано по-горе, може да свърже налягането чрез избор на диаметър на тръбата. Но това не винаги е възможно да се направи. Например, ако вземем най-малкия диаметър на тръбопровода на къс клон и съпротивата в него все още не е достатъчно голяма, тогава целият поток вода ще премине през къс клон, без да се стигне до дълга. В този случай са необходими допълнителни регулиращи вентили.

Регулиращите вентили може да са различни.

Бюджетна опция - поставяме контролния клапан - т.е. клапан с непрекъснато регулиране, който има градиране в настройката. Всеки клапан има свои собствени характеристики. При хидравличното изчисление дизайнерът разглежда колко налягане трябва да бъде погасено и се определя така нареченото несъответствие на налягането между дългите и късите клони. След това, според характеристиката на клапана, дизайнерът определя колко завода трябва да се отваря този клапан от напълно затворено положение. Например, на 1, на 1,5 или на 2 завъртания. В зависимост от степента на отваряне на клапана, ще бъде добавено различно съпротивление.

По-скъпа и сложна версия на контролните вентили - т.нар. регулатори на налягането и регулатори на потока. Това са устройства, върху които определяме необходимия дебит или изискваното спадане на налягането, т.е. спад на налягането по тази тема. В този случай самите устройства контролират работата на системата и ако дебитът не съответства на необходимото ниво, те отварят напречното сечение и скоростта на потока се увеличава. Ако потокът е твърде голям, напречното сечение се затваря. По същия начин, с натиск.

Ако всички потребители, след нощно намаляване на топлопреминаването, отворят едновременно отоплителните си уреди сутрин, охладителят първо ще се опита да стигне до устройствата, които са най-близо до подстанцията, и след часове ще стигне до устройства на дълги разстояния. След това регулаторът на налягането ще работи, покривайки най-близките клонове и по този начин ще осигури равномерно протичане на охлаждащата течност във всички разклонения.

3. Избор на циркулационна помпа за налягане (налягане) и дебит (дебит)

Изчислената загуба на налягане в основния циркулационен пръстен (с малка разлика) ще определи налягането за циркулационната помпа. А изчисленият дебит на помпата е общият поток на охлаждащата течност във всички клонове на системата. Помпата е избрана за налягане и поток.

Ако в системата има няколко циркулационни помпи, тогава в случай на тяхната последователна инсталация, главата им се обобщава и дебитът ще бъде общ. Ако помпите действат паралелно, те сумират потока и налягането ще бъде същото.

Важно: Определяйки по време на хидравличното изчисление на загубата на налягане в системата, можете да изберете циркулационна помпа, която най-добре отговаря на параметрите на системата, осигурявайки оптимални разходи - капитал (цена на помпата) и оперативна цена.

Изборът на компоненти за отоплителната система влияе на хидравличното изчисление

Материалът, от който са направени тръбите на отоплителната система, фитингите, както и техниката на свързването им, оказват значително влияние върху хидравличния дизайн.

Тръбите с гладка вътрешна повърхност намаляват загубите от триене, когато охладителят се движи. Това ни дава предимства - вземаме тръбопроводи с по-малък диаметър и спестяваме материал. Това също така намалява цената на електроенергията, необходима за работата на циркулационната помпа. Можете да намалите мощността на помпата, защото поради по-малко съпротивление в тръбопроводите, е необходимо по-малко налягане.

В зависимост от начина на тяхното монтиране, могат да се получат големи загуби при съединителните тръбопроводи или обратно, загубите, дължащи се на устойчивост на потока по време на движението на охлаждащата течност, да бъдат сведени до минимум.

Например, ако техниката на свързване се използва чрез метода "плъзгаща се втулка", т.е. краят на тръбопровода се разширява и в него се вкарва фитинг, поради което жизненият участък не се стеснява. Съответно: локалната съпротива се намалява и енергийните разходи за циркулация на водата намаляват.

резюмиране

Вече е споменато по-горе, че хидравличното изчисляване на отоплителната система е сложна задача, изискваща професионални знания. Ако трябва да проектирате силно разклонена отоплителна система (голяма къща), тогава изчислението ръчно отнема много време и усилия. За да се опрости тази задача, бяха разработени специални компютърни програми.

С помощта на тези програми можете да направите хидравлично изчисление, да определите характеристиките за настройка на клапаните и контролните клапани и автоматично да създадете персонализирана спецификация. В зависимост от типа програми, изчислението се извършва в средата на AutoCAD или в собствения графичен редактор.

Добавете това сега, когато проектирате индустриални и граждански обекти, има тенденция да се използват технологиите BIM (изграждане на информационно моделиране). В този случай всички дизайнери работят в едно информационно пространство. За да направите това, създайте модел "облак" на сградата. Поради това на етапа на проектирането се идентифицират несъответствията и необходимите промени в проекта се извършват своевременно. Това ви позволява точно да планирате всички строителни работи, за да избегнете забавянето на доставката на обекта и по този начин да намалите прогнозата.

Хидравлично изчисляване на отоплителната система

При проектирането на системи за отопление на вода в къщата е обичайно да се извършва хидравлично изчисление на отоплителната система. Това е необходимо, за да се гарантира максимална ефективност с минимални финансови разходи и правилно функциониране на всички възли.

Целта на хидравличното изчисление е:

  • Правилният избор на диаметър на тръбите в тези части на тръбопроводите, където стойността му е постоянна;
  • Определяне на съществуващия натиск в тръбопровода;
  • Правилният избор на всички възли в системата.

Степента на точност на хидравличното изчисление ще определи температурния комфорт в къщата, икономическия ефект и издръжливостта на отоплителната система.

Основните разпоредби на хидравличното изчисление

За да извършим всички необходими изчисления, се нуждаем от първоначалните данни:

  • Резултатите от термичния баланс на помещенията;
  • Температури на топлоносителя - начална и крайна;
  • Схема на дадена нагревателна система;
  • Видове отоплителни уреди и начин на свързването им с магистралата;
  • Хидравлични характеристики на използваното оборудване (клапани, топлообменници и др.);
  • Циркулационният пръстен е затворена верига. Състои се от сегменти с най-висок поток топлоносител от точката на загряване до най-отдалечената точка (в двутръбна система) или до стойка (в едно тръба) и в противоположна посока към източника на топлина.

Парцелът за изчисляване на част от диаметъра на тръбата с непроменена стойност на потока топлоносител - се определя въз основа на топлинния баланс на помещението.

Преди да стартираме изчисленията, определяме топлинния товар на всяко отоплително тяло. Тя ще съответства на зададения топлинен товар на стаята. Ако в помещенията се използват повече от един нагревател, ние разпределяме топлинния товар на всички от тях.

След това се задава основният пръстен на циркулацията - контура на затворен тип от последователни сегменти. За вертикална тръба с една тръба броят на циркулационните пръстени съответства на броя на ремаркетата. За хоризонтални двутръбни тръби - броя на отоплителните тела. Основният елемент означава, че пръстена минава през решетката с най-голямо натоварване - за вертикалната линия и минава през долната отоплителна единица на клона с най-голямо натоварване - за хоризонталната система.

Необходимо е да се има предвид, че стойността на диаметъра на тръбопроводите и размерът на текущото налягане в циркулационния пръстен зависи от скоростта на топлопренасящия флуид. В този случай, предпоставка е да се осигури безшумна работа на охлаждащото средство.

За да избегнем въздушните мехурчета, трябва да вземем скоростта на охлаждащата течност повече от 0.25 m / s. Необходимо е да се вземе предвид силата на съпротивление, възникваща във веригата, когато течността се движи. Вследствие на това съпротивление специфичната загуба на налягане R трябва да бъде не повече от 100-200 Pa / m.

Има стойности на допустимата скорост на водата, което осигурява тиха работа - зависи от специфичната локална съпротива.

Таблица 1 показва пример за стойността на допустимата скорост на вода при различни коефициенти на локално съпротивление.

Твърде ниската скорост може да доведе до следните негативни ефекти:

  1. Повишена консумация на материали за всички монтажни работи;
  2. Увеличени финансови разходи за инсталиране и поддръжка на отоплителната система;
  3. Увеличаването на обема на топлоносител в тръбите;
  4. Значително увеличение на топлинната инерция.

Пример за определяне на потока топлоносител

За да се определи диаметърът на тръбата в дадена част от тръбопроводите, трябва да знаем количеството поток на охлаждащата течност. Тя се определя въз основа на количеството топлинен поток - количеството топлина, необходимо за компенсиране на топлинните загуби.

Познавайки големината на топлинния поток Q в раздел 1-2, изчисляваме потока на охлаждащата течност G:

т г и т х в зависимост от температурата на топлата и студената (охладена) охлаждаща течност;

c = 4.2 kJ / (kg · ° C) е специфичният топлинен капацитет на водата.

Пример за определяне на диаметъра на тръбите в дадена област

Правилният избор на диаметър на тръбата е необходим за следните задачи:

  • оптимизиране на оперативните разходи за неутрализиране на хидравличното съпротивление по време на циркулацията на течността във веригата;
  • постигане на необходимия икономически ефект по време на монтажа и поддръжката на отоплителната система.

За да се гарантира икономически ефект, ние избираме най-малкия диаметър на тръбите, но този, който не води до хидравличен шум в тръбопровода, ако скоростта на охлаждащата течност е 0,6-1,5 m / s, в зависимост от местната устойчивост.

Ако извършим хидравличното изчисляване на двутръбна отоплителна система, ние вземаме температурната разлика в тръбопроводите за захранване и заустване, равна на:

ATi, ко = 90 - 70 = 20 ° С

където 90 ° C е температурата на течността в захранващата тръба на хоризонталната система;

70 ° C - температурата на течността в изпускателната тръба.

Познавайки големината на топлинния поток и изчисляването на дебита на охлаждащия агент, използвайки горната формула, от таблица 2 можем да изберем вътрешния диаметър на тръбите, който е подходящ за нашите условия.

Определяне на вътрешния диаметър на тръбите за отопление

След като се определи вътрешния диаметър, ние избираме самия тип тръби - това зависи от условията на работа, зададените задачи, изискванията за здравина и дълготрайност. Въз основа на всички тези предположения, ние избираме вида тръба на изчисления диаметър, който отговаря на определените условия.

Пример за определяне на ефективното налягане в дадена част от линията

Ако извършим хидравличното изчисление на двутръбна гравитационна система за отопление на водата, трябва да знаем и ефективното налягане в дадена част от тръбопровода.

Тя се изчислява по формулата:

ρ о - плътност на охладената вода, kg / m3;

ρ г - плътност на загрятата вода, kg / m3;

g - гравитационно ускорение, m / s2;

h е вертикалното разстояние от точката на топене до точката на охлаждане (от средната точка на височината на котела до средната точка на отоплителното устройство), m;

АР допълнителен - допълнителното налягане, което се дължи на охлаждането на водата в тръбопровода.

Стойностите на плътността на водата за дадени температури, както и количеството на допълнителното налягане, се намират в справочната книга.

Хидравличното изчисление е изключително важна задача. Не само икономическият ефект от отоплението на къщата, но и ефективността на всички компоненти и съответствието на оперативните характеристики с всички стандарти и изисквания зависят от правилното изпълнение на всички изчисления.

При проектирането на системи за отопление на вода в къщата е обичайно да се извършва хидравлично изчисление на отоплителната система. Това е необходимо, за да се гарантира максимална ефективност с минимални финансови разходи и правилно функциониране...

Хидравлично изчисляване на отоплителната система

От правилния избор на всички елементи на отоплителната система за вода, тяхната инсталация зависи до голяма степен от ефективността на нейната работа, времето на безпроблемна и икономична работа. Колко икономично и ефективно ще бъде отоплението в къщата, ще се покажат първоначалните инвестиции на етапа на инсталиране и инсталиране на системата. Нека разгледаме по-подробно как хидравличното изчисление се извършва от отоплителната система, за да се определи оптималната мощност на отоплителната система.

Ефективността на отоплителната система "по око"

В много отношения размерът на тези разходи зависи от:

  • необходимите диаметри на тръбите
  • фитинги и свързани отоплителни устройства
  • адаптери
  • регулиращи и клапани

Желанието да се сведат до минимум тези разходи не трябва да бъде за сметка на качеството, но трябва да се запази принципът на достатъчна достатъчност, определен оптимал.

В повечето модерни индивидуални отоплителни системи се използват електропомпи за осигуряване на принудителната циркулация на охлаждащата течност, която често използва не замразяващи антифризи. Хидравличното съпротивление на такива отоплителни системи за различните им охлаждащи тела ще бъде различно.

Като се имат предвид постоянно нарастващите разходи за енергоносители (всички видове горива, електричество) и консумативи (топлоносители, резервни части и т.н.), от самото начало трябва да се стремим да въведем в системата принципа за минимизиране на разходите за експлоатация на системата. Отново, въз основа на оптималното им съотношение за решаване на проблема за създаване на комфортна температура в отопляеми помещения.

Разбира се, съотношението на мощността на всички елементи на отоплителната система трябва да осигури оптимално подаване на топлоносител към отоплителните уреди в обем, достатъчен да изпълни основната задача на цялата система - отопление и поддържане на желаната температура в помещението, независимо от изменението на външните температури. Елементите на отоплителната система включват:

  • котел
  • помпа
  • диаметър на тръбата
  • регулиращи и спирателни вентили
  • топлинни уреди

Освен това е много добре, ако първоначално е включена определена "еластичност" в проекта, която позволява преминаването към друг тип охлаждаща течност (подмяна на водата с антифриз). В допълнение, отоплителната система, при различни условия на работа по никакъв начин не трябва да довежда до дискомфорт вътрешния микроклимат на помещенията.

Хидравлични изчисления и разрешими задачи

В процеса на извършване на хидравличното изчисляване на отоплителната система се решават достатъчно широк спектър от въпроси, свързани с изпълнението на горепосоченото и редица допълнителни изисквания. По-специално има диаметър на тръбата във всички сектори съгласно препоръчителните параметри, включително дефиницията:

  • скорост на движение на охлаждащата течност;
  • оптимален топлообмен във всички области и устройства на системата, като се взема под внимание осигуряването на нейната икономическа осъществимост.

При процеса на движение на охлаждащата течност се получава нежелано триене на стените на тръбите, което се забелязва особено в секции, съдържащи завои, завои и др. Задачата на хидравличното изчисление е да се определи загубата на скоростта на средата или по-скоро натиск върху системни секции, подобни на тези, определени., за обща сметка и включване в проекта на необходимите компенсатори. Паралелно с определянето на загубата на налягане е необходимо да се знае необходимия обем, наречен дебит, на топлоносителя в цялата проектирана система за отопление на водата.

Предвид разклонението на съвременните системи за отопление и изискванията за проектиране за прилагане на най-често използваните схеми на окабеляване, например приблизителното равновесие на дължините на клоновете в колекторната схема, изчисляването на хидравликата позволява да се вземат предвид такива характеристики. Това ще осигури по-добро автоматично балансиране и свързване на клонове, които са свързани паралелно или съгласно друга схема. Подобни способности често се изискват в хода на работа с използване на заключващи и регулиращи елементи, в случай че е необходимо да се изключат или припокриват отделните клонове и посоки, когато възникне необходимост от работа на системата в нестандартни режими.

Подготовка на изчислението

Качественото и подробно изчисление следва да бъде предшествано от поредица от подготвителни дейности за изпълнение на изчислените графици. Тази част може да се нарече събиране на информация за изчислението. Като най-трудната част от дизайна на система за отопление на вода, изчисляването на хидравликата ви позволява да проектирате точно цялата си работа. В изготвените данни трябва да има определение за необходимия термичен баланс на помещенията, които ще се затоплят от проектираната отоплителна система.

В проекта изчислението се извършва, като се вземат предвид вида на избраните отоплителни уреди, с някои топлообменни повърхности и тяхното разполагане в отопляеми помещения, като това могат да бъдат батерии от радиаторни секции или други видове топлообменници. Точките на тяхното местоположение са посочени на етажа на къщата или апартамента.

Приеманата схема на конфигурация на система за отопление на водата трябва да бъде графично очертана. Тази диаграма показва местоположението на топлообменника (бойлер), показва точките на закрепване на отоплителните уреди, полагането на основните тръбопроводи за захранване и отвеждане на газовете, преминаването на клонове на отоплителните уреди. Диаграмата детайлизира местоположението на елементите на управлението и вентилите. Това включва всички видове инсталирани клапани и вентили, преходни клапани, регулатори, термостати. Като цяло, всичко това се нарича регулиране и клапани.

След като се определи необходимата системна конфигурация по плана, тя трябва да бъде изчертана в аксонометрична проекция на всички етажи. При такава схема на всеки нагревател се дава номер, което показва максималната топлинна мощност. Важен елемент, посочен също така за топломер в диаграмата, е изчислената дължина на тръбопроводната секция за нейното свързване.

Нотация и ред за изпълнение

В плановете трябва да се посочи предварително циркулиращ пръстен, наречен основен. Това задължително представлява затворен контур, включващ всички сегменти на тръбопроводната система с най-висок поток охлаждащ агент. За двутръбни системи тези секции преминават от котела (източник на топлинна енергия) към най-отдалечения топломер и обратно към котела. При еднотръбни системи се взема разклонението - стъпалото и връщащата част.

Единицата на изчисление е част от тръбопровода, имаща постоянен диаметър и ток (поток) на носителя на топлинна енергия. Стойността му се определя въз основа на термичния баланс на стаята. Издадена е определена процедура за обозначаване на такива сегменти, като се започне от котела (топлинен източник, генератор на топлинна енергия), те са номерирани. Ако има клонове от захранващата линия на тръбопровода, тяхното наименование се извършва с главни букви в азбучен ред. Същата буква с удар показва точка на събиране на всеки клон на обратния главен тръбопровод.

При обозначаване на началото на клоновете на отоплителните уреди е посочено номерът на пода (хоризонтални системи) или разклоненията (вертикални). Същият номер, но с ход, се поставя в точката на връзката им с връщащата линия за събиране на потоците охлаждаща течност. В двойка тези обозначения представляват номера на всеки клон на оценената площ. Номерирането е по часовниковата стрелка от горния ляв ъгъл на плана. Дължината на всеки клон също се определя съгласно плана, грешката не е повече от 0,1 м.

На площадката на отоплителната система за всеки от сегментите се счита топлинният товар, равен на топлинния поток, прехвърлен от охлаждащата течност, той се приема със закръгляване до 10 вата. След като се определи за всеки отоплителен уред в клон, се определя общото топлинно натоварване на главната захранваща тръба. Както е посочено по-горе, закръгляването на получените стойности е до 10 вата. След изчисленията всеки раздел трябва да има двойно обозначение, показващо количеството топлинно натоварване в числителя, а в знаменателя - дължината на участъка в метри.

Необходимото количество (консумация) на охлаждащата течност във всяка секция лесно се определя чрез разделяне на количеството топлина в зоната (коригирано с коефициент, отчитащ специфичната топлинна мощност на водата) от температурната разлика между нагрятата и охлаждащата охлаждаща течност в тази зона. Очевидно е, че общата стойност за всички изчислени райони ще даде необходимото количество охлаждаща течност в цялата система.

Без да става дума за подробности, трябва да се каже, че по-нататъшните изчисления ни позволяват да определим диаметрите на тръбите на всяка секция на отоплителната система, загубата на налягане върху тях, за да произведе хидравлично свързване на всички циркулиращи пръстени в сложните системи за отопление на водата.

Последици от грешките при изчисляването и начините за тяхното коригиране

Очевидно е, че хидравличното изчисляване е доста сложен и решаващ етап в развитието на отоплението. За да се улеснят тези изчисления, е разработен цялостен математически апарат, има множество версии на компютърни програми, предназначени да автоматизират процеса на нейното изпълнение.

Въпреки това, никой не е имунизиран от грешки. Сред най-често срещания избор на мощност на термични устройства без извършване на посоченото по-горе изчисление. В този случай, в допълнение към по-високите разходи за самите батерии на радиатора (ако мощността е повече от необходимото), системата ще бъде скъпа, ще консумира по-голямо количество гориво и ще изисква по-голямо значение за съдържанието му. Просто казано, стаите ще бъдат горещи, вентилационните отвори са постоянно отворени и ще трябва да платите за отоплението на улицата в допълнение. В случай на подценяване на мощността опитите за отопление ще доведат до по-голяма мощност на котела и ще изискват и високи финансови разходи. За да се коригира такава грешка е доста трудно, може да е необходимо напълно да се възстанови цялото отопление.

Ако монтажът на радиаторни батерии се извърши неправилно, общата производителност на целия отоплителен комплекс намалява също. Такива грешки включват неправилно инсталиране на батерията. Грешките на тази група могат да намалят наполовина топлинния трансфер на най-висококачествените термични устройства. Както и в първия случай, желанието за повишаване на температурата в помещението ще доведе до допълнителни разходи за енергия. За да коригирате грешките при инсталирането, често е достатъчно да инсталирате отново и отново да свържете батериите на радиатора.

Следващата група грешки се отнася до грешката при определяне на необходимата мощност на източника на топлина и отоплителните уреди. Ако мощността на котела е очевидно по-висока от мощността на отоплителните уреди, тя ще работи неефективно, като консумира по-голямо количество гориво. Има двойно превишение: по време на покупката на такъв котел и по време на работа. За да се коригира ситуацията, трябва да се промени такъв бойлер, радиатори или помпа или дори всички тръби на системата.

При изчисляване на необходимата мощност на котела може да има грешка при определяне на топлинните загуби на сградата. В резултат капацитетът на топлоносителя ще бъде надценен. Резултатът ще бъде прекомерният разход на гориво. За да коригирате грешката, трябва да смените котела.

Неправилното изчисление на балансирането на системата, нарушаването на изискванията за приблизително равновесие на клоновете и т.н. може да доведе до необходимостта от инсталиране на по-мощна помпа, която ви позволява да доставяте носача до отдалечени отоплителни устройства в отопляемо състояние. В този случай обаче може да се появи "звуков съпровод" под формата на шумолене, свирка и т.н. Ако такива грешки са направени в подовата система за подгряване на вода, тогава може да се получи "пеещ под" от инсталирането на мощна помпа.

Ако грешките определят необходимото количество охлаждаща течност или прехвърлянето на гравитационната система на принудителна циркулация, обемът й може да е твърде голям и устройствата за отопление на дълги разстояния няма да работят. Както и преди, опитите за разрешаване на проблема чрез увеличаване на интензивността на отоплението ще доведат до прекомерно потребление на газ и износване на котела. Проблемът може да бъде разрешен чрез използване на нова помпа и хидравлична игла, т.е. подстанцията ще трябва да бъде преработена така или иначе.

В крайна сметка може да се каже недвусмислено, че извършването на хидравличното изчисляване на отоплителната система ще осигури минимизиране на разходите на всички етапи на проектиране, инсталиране, монтаж и дългосрочна експлоатация на високоефективна система за отопление на водата.

Top