Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Kotle
Výroba elektrického kotle "Scorpion"
2 Čerpadla
Buleryan s vodním okruhem
3 Palivo
Konvektor do garáže
4 Kotle
Obložení kovové pece cihly u chaty
Hlavní / Kotle

Hydraulický výpočet topného systému: hlavní cíle a cíle této akce


Účinnost topného systému nezaručuje vysoce kvalitní potrubí a vysoce výkonný generátor tepla.

Přítomnost chyb způsobených během instalace může negativně ovlivnit práci kotle v plné kapacitě: buď v budově bude studená, nebo náklady na energii budou nepřiměřeně vysoké.

Proto je důležité začít s vývojem projektu, jehož jedním z nejdůležitějších úseků je hydraulický výpočet topného systému.

Výpočet systému ohřevu vody hydrauliky

Chladivo cirkuluje systémem pod tlakem, což není konstantní hodnota. Je snížena v důsledku přítomnosti třecích sil vody proti stěnám potrubí, odporu na potrubí a kování. Majitel domu také přispívá k úpravě rozložení tepla v jednotlivých místnostech.

Tlak se zvyšuje, jestliže se teplota topného okruhu chladicí kapaliny zvyšuje a naopak - klesá.

Aby nedošlo k nevyváženosti topného systému, je nutné vytvořit podmínky, za kterých bude každý chladič přijímat tolik chladicí kapaliny, jaká je potřebná pro udržení nastavené teploty a doplnění nevyhnutelných tepelných ztrát.

Hlavním účelem hydraulického výpočtu je harmonizovat odhadované náklady sítě s aktuální nebo provozní.

V této fázi návrhu jsou určeny:

  • průměr trubek a jejich kapacita;
  • místní tlakové ztráty v jednotlivých částech topného systému;
  • požadavky na hydraulické spojky;
  • tlaková ztráta v celém systému (obecně);
  • optimální průtok chladicí kapaliny.

Pro výrobu hydraulického výpočtu je třeba provést nějakou přípravu:

  1. Sběr základních dat a jejich uspořádání.
  2. Vyberte metodu výpočtu.

Především návrhář prozkoumá tepelné parametry objektu a provádí tepelnou analýzu. V důsledku toho má informace o množství tepla potřebné pro každou místnost. Poté jsou vybírány ohřívače a zdroj tepla.

Schematický obraz topného systému v soukromém domě

Ve fázi vývoje se rozhoduje o typu vytápěcího systému a vybírá se jeho vyvažování, potrubí a armatury. Po dokončení je vypracován plán axonometrického rozvržení, jsou vypracovány plány místnosti s uvedením:

  • výkon chladiče;
  • průtok chladicí kapaliny;
  • umístění tepelných zařízení atd.

Výpočet průměru trubky

Výpočet průřezu potrubí by měl být založen na výsledcích tepelného výpočtu, ekonomicky odůvodněný:

  • pro dvoutrubkový systém - rozdíl mezi tr (chladná chladicí kapalina) a (chlazením - návrat);
  • pro jednorázový průtok G, kg / h.

Kromě toho by měl výpočet zohlednit rychlost pohybu pracovní tekutiny (chladicí kapaliny) - V. Jeho optimální hodnota je v rozmezí 0,3-0,7 m / s. Rychlost je nepřímo úměrná vnitřnímu průměru potrubí.

Pokud je rychlost vody 0,6 m / s, v systému se objeví charakteristický šum, ale pokud je menší než 0,2 m / s, hrozí nebezpečí zaseknutí vzduchu.

Pro výpočty je zapotřebí další rychlostní charakteristika - tepelný průtok. Označuje se písmenem Q, měřeným ve wattech a vyjádřeným množstvím přenášeného tepla za jednotku času

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

Kromě výše uvedených počátečních údajů bude výpočet vyžadovat parametry topného systému - délku každého úseku s uvedením přístrojů, které jsou k němu připojeny. Pro usnadnění je možné tyto údaje shrnout do tabulky, jejíž příklad je uveden níže.

Tabulka parametrů grafu

Tepelné výpočty topného systému: jak správně vypočítat zatížení systému

V soukromém domě musíte dělat všechno s vlastními (odbornými) "rukama", včetně počítání, projektování, nákupu a instalace topného systému.

Aby bylo možné zahájit organizaci komunikace v domě, je nutné provést tepelný výpočet topného systému. Následující vysvětluje, jak a proč se to dělá.

Výpočet tepla topení

Klasický tepelný výpočet topného systému je konsolidovaným technickým dokumentem, který zahrnuje povinné postupné metody výpočtu krok za krokem.

Před studiem těchto výpočtů hlavních parametrů je však nutné rozhodnout o samotném systému vytápění.

Topný systém je charakterizován nuceným prouděním a neúmyslným odváděním tepla v místnosti. Hlavní úkoly výpočtu a návrhu topného systému:

  • spolehlivě určují tepelné ztráty
  • stanovit množství a podmínky použití chladicí kapaliny
  • výběr prvků generace, pohybu a přenosu tepla co nejpřesněji

Při budování topného systému je třeba nejprve shromáždit řadu údajů o místnosti / budově, kde bude vytápěcí systém používán. Po výpočtu tepelných parametrů systému analyzujte výsledky aritmetických operací. Na základě získaných údajů vyberte komponenty topného systému s následným zakoupením, instalací a uvedením do provozu.

Je třeba poznamenat, že tato metoda tepelného výpočtu umožňuje přesně vypočítat velké množství veličin, které konkrétně popisují budoucí vytápěcí systém. V důsledku tepelného výpočtu budou k dispozici následující informace:

  • počet tepelných ztrát, výkon kotle;
  • počet a typ radiátorů pro každou místnost zvlášť;
  • hydraulické vlastnosti potrubí;
  • objem, rychlost chladiva, výkon čerpadla.

Tepelné výpočty nejsou teoretické náčrty, ale zcela přesné a rozumné výsledky, které se doporučují v praxi při výběru součástí topného systému.

Podmínky pokojové teploty

Před provedením jakýchkoli výpočtů systémových parametrů je nutné minimálně znát pořadí očekávaných výsledků a mít standardizované vlastnosti některých tabulek, které je třeba nahradit do vzorců nebo je řídit. Po provedení výpočtů parametrů s takovými konstantami lze určit jistotu požadovaného dynamického nebo konstantního parametru systému.

U topného systému je jedním z takových globálních parametrů pokojová teplota, která by měla být konstantní bez ohledu na období roku a okolní podmínky.

Podle předpisů hygienických norem a pravidel existuje rozdíl v teplotě v porovnání s letním a zimním obdobím roku. Pro teplotu místnosti v letní sezóně je klimatizační systém, avšak teplota v zimním období je zajištěna topným systémem. Myslím, že máme zájem o teplotní rozsahy a jejich toleranci odchylek pro zimní období.

Většina regulačních dokumentů určuje následující teplotní rozsahy, které umožňují, aby osoba byla pohodlně v místnosti. Pro nebytový typ kanceláře do 100 m 2:

  • optimální teplota vzduchu 22-24 ° C
  • přípustné kolísání 1 ° С

U kancelářských prostor o ploše větší než 100 m 2 je teplota 21-23 ° C. U nebytových průmyslových typů se teplotní rozsahy velmi liší v závislosti na účelu objektu a stanovených normách ochrany práce.

S ohledem na obytné prostory: byty, soukromé domy, panství atd. Existují určité teplotní rozsahy, které lze upravit v závislosti na přání obyvatel. A přesto pro konkrétní prostory bytu a domu máme:

  • obývací pokoj včetně školky, pokoj 20-22 ° С, tolerance ± 2 ° С
  • kuchyňská linka, WC 19-21 ° С, tolerance ± 2 ° С
  • vana, sprcha, bazén 24-26 ° С, tolerance ± 1 ° С
  • chodby, chodby, schody, sklady 16-18 ° С, tolerance + 3 ° С

Je důležité si uvědomit, že existuje několik základních parametrů, které ovlivňují teplotu v místnosti a které je třeba řídit při výpočtu topného systému: vlhkost vzduchu (40-60%), koncentrace kyslíku a oxidu uhličitého ve vzduchu (250: 1), rychlost vzduchu hmotnosti (0,13-0,25 m / s) atd.

Výpočet tepelných ztrát v domě

Podle druhého zákona termodynamiky (školní fyziky) nedochází k spontánnímu přenosu energie z méně ohřátých na více vytápěných mini- nebo makroobytů. Zvláštním případem tohoto zákona je snaha o vytvoření teplotní rovnováhy mezi dvěma termodynamickými systémy.

Například prvním systémem je prostředí s teplotou -20 ° C, druhým systémem je budova s ​​vnitřní teplotou +20 ° С. Podle výše uvedeného zákona budou tyto dva systémy usilovat o vyváženost prostřednictvím výměny energie. K tomu dojde z důvodu tepelných ztrát z druhého systému a chlazení v prvním.

Ztráta tepla znamená nedobrovolné uvolnění tepla (energie) z nějakého objektu (dům, byt). U obyčejného bytu není tento proces v porovnání se soukromým domem tak výrazný, protože byt se nachází uvnitř budovy a "sousedí" s ostatními byty. V soukromém domě, přes vnější stěny, podlahu, střechu, okna a dveře, do jednoho stupně nebo jinak, teplo "opouští".

Známe množství tepelných ztrát za nejnepříznivějších povětrnostních podmínek a charakteristiky těchto podmínek je možné vypočítat výkon topného systému s vysokou přesností.

Proto se objem úniku tepla z budovy vypočítá podle následujícího vzorce:

kde Qi je objem tepelných ztrát z jednotného typu obálky budovy. Každá složka vzorce se vypočte podle vzorce:

Q = S * ΔT / R

kde Q je únik tepla (W), S je oblast určitého typu konstrukce (m 2), ΔT je rozdíl mezi teplotou okolního vzduchu a uvnitř místnosti (° C), R je tepelný odpor určitého typu konstrukce (m 2 ° C / W).

Velké množství tepelného odporu pro materiály v reálném životě se doporučuje převzít z pomocných stolů. Kromě toho lze dosáhnout tepelného odporu pomocí následujícího vztahu:

R = d / k

kde R je tepelný odpor (m 2 * K) / W), k je součinitel tepelné vodivosti materiálu (W / (m 2 * K)), d je tloušťka tohoto materiálu (m).

V domě je několik typů tepelných ztrát prostřednictvím trhliny v konstrukcích, větrací systém, kuchyňská kapuce, otevírání oken a dveří. Při zohlednění jejich objemu však nedává smysl, protože nepředstavují více než 5% celkového počtu hlavních úniků tepla.

Stanovení výkonu kotle

K podpoře teplotního rozdílu mezi okolím a teplotou uvnitř domu je zapotřebí autonomní vytápění, které udržuje správnou teplotu v každé místnosti soukromého domu.

Základem topného systému je kotel: tekuté nebo tuhé palivo, elektrické nebo plynové - v této fázi to nezáleží. Kotel je ústřední jednotka topného systému, který generuje teplo. Hlavní charakteristikou kotle je jeho výkon, jmenovitě přepočítací koeficient, množství tepla za jednotku času.

Výpočtem tepelného zatížení topení získáme požadovaný jmenovitý výkon kotle. U běžného vícepokojového bytu se vypočítá výkon kotle přes plochu a konkrétní výkon:

kde sprostor - celková plocha vytápěné místnosti, Psprávně - hustota výkonu vzhledem k klimatickým podmínkám. Tento vzorec však nezohledňuje tepelné ztráty, které jsou v soukromém domě dostačující. Existuje další vztah, který bere tento parametr v úvahu:

kde rkotle - výkon kotle (W), Qztráty - ztráty tepla, S - vyhřívaná plocha (m 2).

Aby bylo možno předvídat výkonovou rezervu kotle, při zohlednění vytápění vody pro kuchyň a koupelnu je třeba přidat bezpečnostní faktor K do posledního vzorce:

kde K - se rovná 1,25, to znamená, že vypočtená výkonnost kotle se zvýší o 25%. Kapacita kotle tak zajišťuje schopnost udržovat standardní teplotu vzduchu v místnostech budovy, jakož i počáteční a dodatečný objem horké vody v domě.

Vlastnosti výběru radiátorů

Standardní komponenty pro zajištění tepla v místnosti jsou radiátory, panely, podlahové vytápění, konvektory atd. Nejčastějšími částmi topného systému jsou radiátory.

Tepelný chladič je speciální dutá modulární konstrukce vyrobená ze slitiny s vysokým odvodem tepla. Je vyrobena z oceli, hliníku, litiny, keramiky a jiných slitin. Princip fungování topného tělesa je redukován na záření energie z chladicí kapaliny do prostoru místnosti přes "okvětní lístky".

Existuje několik způsobů výpočtu počtu sekcí radiátoru v místnosti. Následující seznam metod je řazen podle pořadí zvýšení přesnosti výpočtu.

  1. Podle oblasti. N = (S * 100) / C, kde N je počet úseků, S je plocha místnosti (m 2), C je tepelný výkon jedné části radiátoru (W je odebrán z tohoto pasu nebo certifikátu výrobku), 100 W je množství tepla což je nezbytné pro vytápění 1 m 2 (empirická hodnota). Vyvstává otázka: jak zohlednit výšku stropu místnosti?
  2. Podle hlasitosti. N = (S * H ​​* 41) / C, kde N, S, C je podobný. H - výška místnosti, 41 W - množství tepla, které je nutné pro vytápění 1 m 3 (empirická hodnota).
  3. Koeficienty. N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, kde N, S, C a 100 jsou podobné. K1 - počet komor v okně skleněných jednotek místnosti, K2 - izolace stěn, K3 - poměr plochy oken k prostoru místnosti, K4 - průměrná teplota podzimu v nejchladnějším týdnu zimy, K5 - počet vnějších stěn místnosti (které "jdou" na ulici) K6 - typ místnosti nahoře, K7 - výška stropu.

Jedná se o nejpřesnější verzi výpočtu počtu sekcí. Samozřejmě, zaokrouhlování částečných výsledků výpočtů se vždy provádí na další celé číslo.

Hydraulický výpočet dodávky vody

Samozřejmě, "obraz" výpočtu tepla pro vytápění nemůže být úplný bez výpočtu takových vlastností, jako je objem a rychlost chladiva. Ve většině případů je chladicí kapalinou běžná voda v kapalném nebo plynném agregátovém stavu.

Výpočet objemu vody ohřívané dvojitým okruhem, který zajišťuje obyvatelům teplou vodu a ohřívá chladicí kapalinu, se provádí součtem vnitřního objemu topného okruhu a skutečnými potřebami uživatelů v ohřáté vodě.

Objem horké vody v topném systému se vypočítá podle vzorce:

W = k * P

kde W je objem tepelného nosiče, P je výkon topného kotle, k je výkonový faktor (počet litrů na jednotku výkonu je 13,5, je v rozmezí od 10 do 15 litrů). Výsledný vzorec vypadá následovně:

W = 13,5 * P

Rychlost chladiva - závěrečné dynamické hodnocení topného systému, který charakterizuje rychlost cirkulace tekutiny v systému. Tato hodnota pomáhá odhadnout typ a průměr potrubí:

V = (0,86 * P * μ) / ΔT

kde P je výkon kotle, μ je účinnost kotle, ΔT je teplotní rozdíl mezi dodávanou vodou a okruhem vratné vody.

Shrneme-li výše uvedené metody pro výpočet charakteristik, budou k dispozici skutečné výsledky výpočtů, které jsou "základem" budoucího topného systému.

Příklad tepelného výpočtu

Jako příklad tepelného výpočtu je obyčejný jednopatrový dům se čtyřmi obytnými místnostmi, kuchyní, koupelnou, "zimní zahradou" a technickými místnostmi.

Rozměry budovy. Výška podlahy je 3 metry. Malé okno přední a zadní části budovy je 1470 * 1420 mm, velké okno fasády je 2080 * 1420 mm, vstupní dveře jsou 2000 * 900 mm, dveře zadní části (výstup na terasu) jsou 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Začneme výpočtem ploch homogenních materiálů:

  • podlahová plocha 152 m 2
  • střešní plocha je 180 m 2 (při zohlednění výšky podkroví 1,3 metru a šířky nosníku - 4 metry)
  • plocha oken je 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m 2
  • plocha dveří bude 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m 2

Plocha vnějších zdí bude 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m 2. Na výpočet tepelných ztrát na každém materiálu se podíváme:

A také Qzdi ekvivalent 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Součet všech tepelných ztrát činí 19628,4 W. V důsledku toho vypočítáme výkon kotle:

Vypočítejte počet sekcí radiátorů, které se budou vyrábět v jednom z pokojů. Pro všechny ostatní výpočty jsou podobné. Například rohová místnost (vlevo, dolní roh schématu) má rozlohu 10,4 m2.

Tato místnost vyžaduje 9 sekcí topného tělesa s tepelným výkonem 180 wattů. Otočíme se k výpočtu množství chladiva v systému:

Rychlost chladicí kapaliny bude:

V důsledku toho bude kompletní rotace celkového objemu chladicí kapaliny v systému ekvivalentní 2,87 krát za hodinu.

Užitečné video k tématu

Jednoduchý výpočet topného systému pro soukromý dům je uveden v následujícím přehledu:

Všechny jemnosti a obecně přijaté metody výpočtu tepelných ztrát budovy jsou uvedeny níže:

Další způsob výpočtu úniku tepla v typickém soukromém domě:


Toto video vypráví o vlastnostech cirkulace nosiče energie pro domácí vytápění:

Tepelná kalkulace topného systému je individuální povahy, musí být provedena správně a přesně. Čím přesněji budou výpočty provedeny, tím menší je přeplatky, které mají vlastníci venkovského domu v provozu.

Vlastnosti hydraulického výpočtu topného systému radiátoru

Nuance, které potřebujete znát pro provedení hydraulického výpočtu topného systému chladiče.

Pohodlí ve venkovských domech závisí převážně na spolehlivém provozu topného systému. Přenos tepla v topení radiátorů, systém "teplé podlahy" a "teplé lišty" je zajištěn pohybem potrubí chladiva. Proto hydraulický návrh topného systému předchází správnému výběru cirkulačních čerpadel, ventilů a armatur, tvarovek a určení optimálního průměru potrubí.

Tento výpočet vyžaduje odborné znalosti, takže v této části kurzu "Topné systémy: Výběr, instalace" s pomocí odborníka z REHAU řekne:

  • Jaké nuance byste si měli uvědomit před provedením hydraulického výpočtu.
  • Jaký je rozdíl mezi vytápěcími systémy s mrtvým a obtokovým pohybem chladicí kapaliny?
  • Jaké jsou cíle hydraulického výpočtu?
  • Jako materiál potrubí a způsob jejich připojení ovlivňuje výpočet hydrauliky.
  • Jak speciální software umožňuje zrychlit a zjednodušit proces výpočtu hydrauliky.

Nuance, které musíte znát před provedením hydraulického výpočtu

V moderním systému vytápění komplexní hydraulické procesy s dynamicky se měnícími vlastnostmi proudí. Mnoho nuancí ovlivňuje hydraulický výpočet: od typu vytápěcího systému, typu topného zařízení a způsobu jeho připojení, režimu regulace a konce materiálu materiálu.

Důležité: Systém topení potrubí venkovského domu je složitá rozvětvená síť. Hydraulický výpočet určuje správnou funkci tak, aby bylo do všech topných zařízení dodáno požadované množství chladicí kapaliny. Správně vypočítat a navrhnout topný systém může být kvalifikován pouze se specializovaným vzděláním v této disciplíně.

Radiátory a sanitární systémy jsou rozvětvené potrubní sítě. V potrubí dochází ke ztrátě tlaku v důsledku tření proti stěnám potrubí a místnímu odporu ve tvarovkách při rozdělení nebo spárování proudů, náhlému roztažení nebo smrštění "živé" části. Aby chladicí kapalina nebo voda dosáhla topných zařízení nebo bodů v požadovaném množství, musí být potrubní síť správně vypočtena.

Bez ohledu na to, který systém vytápění je instalován v domě, například při zapojení radiátorů nebo podlahovém vytápění, je princip výpočtu hydrauliky stejný pro všechny, ale každý systém vyžaduje individuální přístup.

Například topný systém může být naplněn vodou, ethylenem nebo propylenglykolem, což ovlivní hydraulické parametry systému.

Etylenglykol nebo propylenglykol má vyšší viskozitu a nižší tekutost než voda, a proto bude větší odpor při pohybu po potrubí. Kromě toho je tepelná kapacita ethylenglykolu nižší než u vody a je 3,45 kJ / kg (kg) a voda je 4,19 kJ / (kg * K). V tomto ohledu by měl být průtok se stejným teplotním rozdílem o více než 20 procent vyšší.

Důležité: typ chladicí kapaliny, která bude cirkulovat v topném systému, je stanoven předem. Podle toho: konstruktér při hydraulickém výpočtu topného systému musí vzít v úvahu jeho vlastnosti.

Volba jednoho nebo dvou trubkových topných systémů ovlivňuje i způsob hydraulického výpočtu.

To je způsobeno skutečností, že v jednom potrubním systému prochází voda všemi radiátory v sérii a tok všech zařízení za konstrukčních podmínek bude stejný pro různé malé teplotní rozdíly na každém zařízení. Ve dvou trubkových systémech proudí voda samostatnými kroužky nezávisle na každém radiátoru. Proto ve dvou trubkových systémech bude teplotní rozdíl napříč všemi zařízeními stejný a velký, řádu 20 K, ale náklady na každé zařízení se výrazně liší.

Při hydraulickém výpočtu je zvolen nejvíce zatížený prstenec. Vypočítává se. Všechny ostatní kroužky jsou s ním spojeny, takže ztráty v paralelních kroužcích jsou stejné jako u odpovídajících částí hlavního kroužku.

Při výpočtu hydrauliky se obvykle uvádějí tyto předpoklady:

  1. Rychlost vody v obložení není větší než 0,5 m / s, na dálnicích v chodbách 0,6-0,8 m / s, na dálnicích ve sklepích 1,0-1,5 m / s.
  2. Specifická tlaková ztráta v důsledku tření v potrubí není větší než 140 Pa / m.

Ohřevové systémy s mrtvým a obtokovým pohybem chladicí kapaliny

Všimněte si, že v kabelážových systémech radiátorů, s jediným principem hydraulického výpočtu, existují různé přístupy, protože systémy jsou rozděleny na mrtvé a procházející.

U okruhu s nečistotami se chladicí kapalina pohybuje podél "průtoku" a "zpětného potrubí" v opačných směrech. A v důsledku toho se v chladícím systému chladicí kapalina pohybuje potrubím jedním směrem.

V systémech s mrtvým úhlem se výpočet provádí prostřednictvím vzdálených - nejvíce zatížených úseků. Chcete-li to provést, vyberte hlavní cirkulační kroužek. To je nejnepříznivější směr vody, ve kterém jsou primárně vybrány průměry topných trubek. Všechny ostatní menší kruhy, které vzniknou v tomto systému, by měly být propojeny s hlavním. V přidruženém systému se výpočet provádí prostřednictvím průměrného, ​​nejčastěji zatěžovaného stoupačky.

Instalační systémy se řídí podobným principem. Systém se vypočítává pomocí nejvzdálenější a nejvíce zatíženého stoupacího potrubí. Ale je tu funkce - při výpočtu nákladů.

Důležité upozornění: Pokud je v zapojení chladiče tok závisí na množství tepla a teplotních poklesů, pak v přívodu vody tok závisí na normách spotřeby vody, stejně jako na typu instalovaných vodovodních armatur.

Cíle hydraulického výpočtu

Cíle hydraulického výpočtu jsou následující:

  1. Zvolte optimální průměry potrubí.
  2. Spojení tlaku v jednotlivých větvích sítě.
  3. Zvolte oběhové čerpadlo pro topný systém.

Podrobněji odhalíme každou z těchto bodů.

1. Výběr průměrů trubek

Čím menší je průměr potrubí, tím větší je odolnost proti průtoku chladicí kapaliny v důsledku tření proti stěnám potrubí a místnímu odporu na obloucích a větvích. Proto se u malých výdajů zpravidla jedná o malé průměry potrubí, u velkých výdajů se jedná o velké průměry, v důsledku čehož lze systém upravit v omezeném rozsahu.

Je-li systém rozvětvený - existuje krátká a dlouhá větev, pak jsou velké náklady na dlouhou větev a menší na krátké větvi. V tomto případě by měla být krátká větev vyrobena z trubek o menších průměrech a dlouhá větev by měla být vyrobena z trubek s větším průměrem.

A jak se snižuje průtok, od počátku do konce větve by se měly průměry trubek snížit tak, aby rychlost chladicího média byla přibližně stejná.

2. Spojení tlaků v jednotlivých odvětvích sítě

Vazba může být provedena výběrem vhodných průměrů potrubí nebo, pokud jsou možnosti tohoto způsobu vyčerpány, instalací regulátorů tlaku nebo regulačních ventilů na jednotlivé větve.

Částečně, jak jsme popsali výše, lze spojit tlak výběrem průměrů trubek. Ale to není vždy možné dělat. Například, pokud nejmenší průměr potrubí zaujmeme na krátké větvi a odpor v něm ještě není dostatečně velký, pak celý tok vody projde krátkou větví, aniž by šel do dlouhé větve. V tomto případě jsou vyžadovány další regulační ventily.

Nastavovací ventily se mohou lišit.

Možnost rozpočtu - nastavíme řídicí ventil - tzn. ventil s průběžně nastavitelným, který má stupnici v nastavení. Každý ventil má svou vlastní charakteristiku. V případě hydraulického výpočtu se projektant dívá na to, kolik tlaků musí zhasnout a je určena tzv. Tlaková nesrovnalost mezi dlouhými a krátkými větvemi. Potom podle charakteristiky ventilu určuje konstruktér, kolik otáček musí být tento ventil z plně uzavřené polohy otevřen. Například na 1, na 1,5 nebo na 2 otáčky. V závislosti na stupni otevření ventilu se přidá rozdílný odpor.

Dražší a složitější verze regulačních ventilů - tzv. regulátory tlaku a regulátory průtoku. Jedná se o zařízení, na která nastavíme požadovaný průtok nebo požadovaný pokles tlaku, tj. pokles tlaku na toto vlákno. V tomto případě samotná zařízení řídí provoz systému a pokud průtok neodpovídá požadované úrovni, otevře průřez a průtok se zvýší. Je-li průtok příliš velký, průřez se uzavře. Podobně, s tlakem.

Pokud všichni spotřebitelé po nočním poklesu přestupu tepla současně otevřou své topné zařízení současně ráno, chladicí kapalina se nejprve pokusí nalézt zařízení nejblíže k rozvodné stanici a po několika hodinách dosáhne dálkových zařízení. Potom bude regulátor tlaku pracovat, pokrývající nejbližší větve, a tím zajistí rovnoměrný průtok chladicí kapaliny do všech větví.

3. Výběr cirkulačního čerpadla pro tlak (tlak) a průtok (průtok)

Vypočítaná ztráta tlaku v hlavním oběhovém kroužku (s malým rozpětím) určuje tlak pro cirkulační čerpadlo. A odhadovaný průtok čerpadla je celkový průtok chladicí kapaliny ve všech větvích systému. Čerpadlo je vybráno pro tlak a průtok.

Pokud je v systému několik cirkulačních čerpadel, v případě jejich následného instalace se jejich hlava shrnuje a průtok bude běžný. Pokud čerpadla pracují paralelně, sčítají průtok a tlak bude stejný.

Důležité: Při hydraulickém výpočtu tlakové ztráty v systému můžete zvolit oběhové čerpadlo, které nejlépe vyhovuje parametrům systému, zajišťující optimální náklady - kapitál (náklady na čerpadlo) a provozní náklady (náklady na elektrickou energii pro oběh).

Volba součástí pro topný systém ovlivňuje výpočet hydrauliky

Materiál, z něhož jsou potrubí topného systému vyrobeny, tvarovky, stejně jako technika jejich připojení má významný vliv na hydraulický design.

Trubky s hladkým vnitřním povrchem snižují ztráty tření při pohybu chladicí kapaliny. To nám přináší výhody - vezmeme potrubí o menším průměru a ušetříme na materiálu. Sníží také náklady na elektrickou energii potřebnou pro provoz cirkulačního čerpadla. Můžete čerpadlo snížit o méně energie, protože díky menšímu odporu v potrubí je nutný menší tlak.

V závislosti na způsobu jejich instalace může dojít k velkým ztrátám v potrubí spojovacích trubek nebo naopak ztráty způsobené odolností proti průtoku během pohybu chladicí kapaliny jsou minimalizovány.

Pokud je například metoda připojení použita metoda "posuvného pouzdra", tj. konec potrubí je rozvlečený a uvnitř je vložena armatura, v důsledku čehož není živá část zužována. V souladu s tím se sníží lokální odpor a sníží se náklady na energii pro cirkulaci vody.

Shrnutí

Již bylo zmíněno výše, že hydraulický výpočet topného systému je komplexní úkol vyžadující odborné znalosti. Pokud budete muset navrhnout vysoce rozvětvený systém vytápění (velký dům), pak výpočet ručně vyžaduje spoustu času a úsilí. Pro zjednodušení tohoto úkolu byly vyvinuty speciální počítačové programy.

Pomocí těchto programů můžete provést hydraulický výpočet, určit regulační charakteristiky ventilů a regulačních ventilů a automaticky vytvořit vlastní specifikaci. V závislosti na typu programů se výpočet provádí v prostředí aplikace AutoCAD nebo ve vlastním grafickém editoru.

Přidávejte to nyní při navrhování průmyslových a civilních objektů tam byla tendence používat BIM technologie (budování informační modelování). V tomto případě všichni návrháři pracují v jediném informačním prostoru. Chcete-li to provést, vytvořte model "cloud" budovy. Kvůli tomu jsou ve fázi návrhu identifikovány případné nesrovnalosti a včasné provedení potřebných změn v projektu. To vám umožní přesně plánovat všechny stavební práce, abyste zabránili zpoždění dodávky objektu a tím snížili odhad.

Hydraulický výpočet topného systému

Při navrhování systémů vytápění vody v domě je obvyklé provádět hydraulický výpočet topného systému. To je nezbytné pro zajištění maximální efektivity s minimálními finančními náklady a řádným fungováním všech uzlů.

Účelem hydraulického výpočtu je:

  • Správná volba průměru potrubí v těch částech potrubí, kde je jeho hodnota konstantní;
  • Stanovení stávajícího tlaku v potrubí;
  • Správná volba všech uzlů v systému.

Stupeň správnosti hydraulického výpočtu určí teplotní komfort v domě, ekonomický efekt a trvanlivost topného systému.

Hlavní ustanovení hydraulického výpočtu

K provedení všech potřebných výpočtů potřebujeme počáteční údaje:

  • Výsledky tepelné bilance místností;
  • Teploty nosiče tepla - počáteční a konečné;
  • Schéma daného topného systému;
  • Druhy topných zařízení a způsob jejich připojení k dálnici;
  • Hydraulické vlastnosti použitého zařízení (ventily, výměníky tepla atd.);
  • Cirkulační kroužek je uzavřený obvod. Skládá se ze segmentů s nejvyšším průtokem teplosměnné tekutiny z topného bodu do nejvzdálenějšího místa (ve dvou trubkových systémech) nebo na stoupačku (v jednom potrubí) a v opačném směru ke zdroji tepla.

Výkres pro výpočet podílu průměru potrubí s nezměněnou hodnotou toku teplonosné kapaliny - je určen na základě tepelné bilance místnosti.

Před spuštěním výpočtů určujeme tepelné zatížení každé topné jednotky. To bude odpovídat danému tepelnému zatížení místnosti. Pokud se používá více než jedna topná jednotka uvnitř, distribuujeme tepelnou zátěž všem.

Pak přidělíme hlavní kroužek oběhu - uzavřený typ obrysu po sobě jdoucích segmentů. Pro vertikální linku s jedním potrubím odpovídá počet cirkulačních kroužků počtu stoupaček. U horizontálních dvou potrubí - počet topných těles. Hlavní označuje prstenec procházející stoupačkou s největším zatížením - pro svislou přímku a pro horizontální systém procházející dolní topnou jednotkou větve s největším zatížením.

Je třeba vzít v úvahu, že hodnota průměru potrubí a velikost proudového tlaku v cirkulačním kroužku závisí na rychlosti tekutiny nesoucí teplo. V tomto případě je nutné zajistit bezhlučný pohyb chladicí kapaliny.

Abychom se vyhnuli vzniku vzduchových bublin, musíme dosáhnout rychlosti chladicí kapaliny vyšší než 0,25 m / s. Je nutné vzít v úvahu sílu odporu vznikající v okruhu, když se tekutina pohybuje. V důsledku této odolnosti nesmí být specifická tlaková ztráta R větší než 100-200 Pa / m.

Existují hodnoty přípustné rychlosti vody, které zajišťují tichý provoz - závisí na specifickém místním odporu.

Tabulka 1 ukazuje příklad hodnoty přípustné rychlosti vody při různých koeficientech lokálního odporu.

Příliš nízká rychlost může způsobit následující negativní účinky:

  1. Zvýšená spotřeba materiálu pro všechny instalační práce;
  2. Zvýšené finanční náklady na instalaci a údržbu topného systému;
  3. Zvýšení objemu teplonosné kapaliny v potrubí;
  4. Významné zvýšení tepelné setrvačnosti.

Příklad určení toku teplosměnné tekutiny

K určení průměru potrubí v daném úseku potrubí potřebujeme znát množství průtoku chladicí kapaliny. Stanoví se na základě množství tepla - množství tepla potřebného k vyrovnání tepelných ztrát.

Pokud známe velikost průtoku Q tepla v sekci 1-2, vypočítáme průtok chladicí kapaliny G:

t g a t x podle teploty horkého a chladného (chlazeného) chladiva;

c = 4,2 kJ / (kg · ° C) je specifická tepelná kapacita vody.

Příklad určení průměru trubek v dané oblasti

Správná volba průměru potrubí je nezbytná pro následující úkoly:

  • optimalizace provozních nákladů na neutralizaci hydraulického odporu při cirkulaci tekutiny v okruhu;
  • dosažení potřebného ekonomického účinku při instalaci a údržbě topného systému.

Pro zajištění ekonomického efektu zvolíme nejmenší možný průměr trubek, ale ten, který nevede k hydraulickému šumu v potrubí, pokud je rychlost chladicí kapaliny 0,6-1,5 m / s, v závislosti na lokálním odporu.

Pokud provádíme hydraulický výpočet dvou-trubkového topného systému, zohledníme teplotní rozdíl v potrubí napájecího a odtokového potrubí rovnajícím se:

Δt co = 90 - 70 = 20 ° C

kde 90 ° C je teplota kapaliny v přívodní trubce vodorovného systému;

70 ° C - teplota kapaliny ve výtlačné trubce.

Známe velikost topného toku a výpočet průtoku chladiva podle výše uvedeného vzorce, z tabulky 2 můžeme zvolit vnitřní průměr trubek, který je vhodný pro naše podmínky.

Stanovení vnitřního průměru potrubí pro vytápění

Po určení vnitřního průměru zvolíme typ samotného potrubí - závisí to na provozních podmínkách, na stanovených úlohách, na požadavcích na pevnost a trvanlivost. Na základě všech těchto předpokladů vybereme typ trubky vypočteného průměru, který splňuje stanovené podmínky.

Příklad určení účinného tlaku v dané části tratě

Pokud provádíme hydraulický výpočet systému dvojitého gravitačního ohřevu vody, musíme znát také efektivní tlak v dané části potrubí.

Vypočítá se podle vzorce:

ρ o - hustota chlazené vody, kg / m3;

ρ g - hustota ohřáté vody, kg / m3;

g - gravitační zrychlení, m / s2;

h je svislá vzdálenost od bodu ohřevu k bodu chlazení (ze středu výšky kotle do středu topného zařízení), m;

Δp extra - dodatečný tlak vznikající v důsledku chlazení vody v potrubí.

Hodnoty hustoty vody pro danou teplotu, stejně jako množství dodatečného tlaku, jsou uvedeny v referenční příručce.

Hydraulický výpočet je velmi důležitý úkol. Nejen ekonomický efekt vytápění domu, ale také účinnost všech komponent a soulad provozních charakteristik se všemi standardy a požadavky závisí na správném provedení všech výpočtů.

Při navrhování systémů vytápění vody v domě je obvyklé provádět hydraulický výpočet topného systému. To je nezbytné pro zajištění maximální efektivity s minimálními finančními náklady a správným fungováním...

Hydraulický výpočet topného systému

Ze správné volby všech prvků systému vytápění vody závisí jejich instalace z velké míry na efektivitě jeho práce, načasování bezporuchového a hospodárného provozu. Jak bude ekonomické a efektivní vytápění v domě, zobrazí se počáteční investice ve stadiu instalace a instalace systému. Podívejme se podrobněji na to, jaký výpočet hydrauliky provádí topný systém, aby se zjistil optimální výkon topného systému.

Účinnost topného systému "po oči"

V mnoha ohledech výška těchto nákladů závisí na:

  • požadované průměry potrubí
  • armatury a související topná zařízení
  • adaptéry
  • regulace a ventily

Touha minimalizovat takové náklady by neměla být na úkor kvality, ale musí být zachována zásada přiměřené dostatečnosti, určitý optimální.

Ve většině moderních individuálních topných systémech se elektřiny používají k zajištění nucené cirkulace chladicí kapaliny, která často používá nemrznoucí nemrznoucí směsi. Hydraulický odpor takových topných systémů pro různé typy chladicích zařízení bude odlišný.

Vzhledem k neustále rostoucím nákladům na nosiče energie (všechny druhy pohonných hmot, elektřiny) a spotřební materiál (nosiče tepla, náhradní díly atd.) By se od samého počátku mělo usilovat o to, aby se v systému stanovil princip minimalizace nákladů na provoz systému. Opět na základě jejich optimálního poměru k řešení problému vytváření komfortní teploty ve vytápěných místnostech.

Samozřejmě, poměr výkonu všech prvků topného systému by měl zajistit optimální dodávku média pro přenos tepla do topných zařízení v objemu dostatečném k plnění hlavního úkolu celého systému - vytápění a udržování požadované teploty uvnitř místnosti, bez ohledu na změnu venkovních teplot. Prvky topného systému zahrnují:

  • kotel
  • čerpadlo
  • průměr trubky
  • regulační a uzavírací ventily
  • tepelných spotřebičů

Navíc je velmi dobré, když je v projektu začleněna určitá "elasticita", která umožňuje přepnout na jiný typ chladiva (nahrazení vody nemrznoucí kapalinou). Kromě toho by topný systém s různými provozními podmínkami neměl v žádném případě způsobovat nepříjemné pocity vnitřnímu mikroklimatu prostor.

Hydraulický výpočet a řešitelné úkoly

V procesu provádění hydraulického výpočtu topného systému je řešena dostatečně široká škála otázek zajišťujících splnění výše uvedených požadavků a řada dalších požadavků. Konkrétně existuje průměr trubky ve všech odvětvích podle doporučených parametrů, včetně definice:

  • rychlost pohybu chladicí kapaliny;
  • optimální výměnu tepla ve všech oblastech a zařízeních systému, s přihlédnutím k zajištění jeho ekonomické proveditelnosti.

V průběhu pohybu chladicí kapaliny dochází k nevyhnutelnému tření na stěnách trubek, dochází ke ztrátám rychlosti, zejména v úsecích obsahujících otáčky, ohyby apod. Úkolem hydraulického výpočtu je určit ztrátu rychlosti média nebo spíše tlak na úsecích systému, které jsou podobné těm, které jsou specifikovány., pro obecný účet a zahrnutí požadovaných kompenzátorů do projektu. Souběžně s určením tlakové ztráty je nutné znát požadovaný objem, nazývaný průtok, tepelného nosiče v celém systému vytápění vody.

Vzhledem k rozvětvení moderních systémů vytápění a konstrukčním požadavkům pro provádění nejběžnějších schémat zapojení, například přibližné rovnosti délky větví v schématu kolektorů, výpočet hydrauliky umožňuje zohlednit tyto rysy. Tím bude zajištěno lepší automatické vyvažování a propojení poboček, které jsou zapojeny paralelně nebo v jiném systému. Tyto funkce jsou často vyžadovány v průběhu provozu s použitím uzamykacích a regulačních prvků, pokud je nutné vypnout nebo překrýt jednotlivé větve a směry, pokud je zapotřebí provoz systému v nestandardních režimech.

Příprava výpočtu

Kvantitativní a podrobný výpočet by měl předcházet řada přípravných činností pro provádění vypočtených plánů. Tuto část lze nazvat shromažďováním informací pro výpočet. Být nejtěžší částí konstrukce vodního ohřevu, výpočet hydrauliky umožňuje přesně navrhnout celou jeho práci. V připravených datech musí být definována požadovaná tepelná bilance místností, které budou vytápěny navrženým systémem vytápění.

V rámci projektu je výpočet proveden s přihlédnutím k typu vybraných topných zařízení s určitými výměnnými plochami a jejich umístění do vyhřívaných prostor, to jsou baterie s radiátory nebo jiné typy výměníků tepla. Body jejich umístění jsou uvedeny na půdorysu domu nebo bytu.

Přijatá konfigurační schéma systému ohřevu vody musí být graficky zarámována. Tento diagram znázorňuje umístění generátoru tepla (kotle), ukazuje upevňovací body topných zařízení, pokládání hlavního přívodu a výfukového potrubí, průchod větví topných zařízení. Diagram podrobně popisuje umístění prvků ovládání a ventilů. Zahrnuje všechny typy instalovaných ventilů a ventilů, přechodové ventily, regulátory, termostaty. Obecně platí, že vše se nazývá regulace a ventily.

Po určení požadované konfigurace systému v plánu je nutné jej nakreslit v axonometrickém zobrazení na všech podlažích. V takovém schématu je každému ohřívači přiděleno číslo udávající maximální tepelný výkon. Důležitým prvkem, naznačeným také pro měřiče tepla v diagramu, je vypočtená délka potrubní sekce pro jeho připojení.

Označení a pořadí provedení

Plány musí být předem označeny oběhovým kroužkem nazývaným hlavní. Nutně představuje uzavřenou smyčku, včetně všech segmentů potrubního systému s nejvyšším průtokem chladicí kapaliny. Pro dvoutrubkové systémy probíhají tyto části z kotle (zdroj tepelné energie) do nejvzdálenějšího tepelného zařízení a zpět do kotle. U jednootrubových systémů se odděluje odbočná část - stoupačka a vratná část.

Jednotkou výpočtu je část potrubí mající konstantní průměr a proud (průtok) nosiče tepelné energie. Jeho hodnota je určena na základě tepelné bilance místnosti. Pro označování takových segmentů byl přijat určitý postup, počínaje kotlem (zdroj tepla, generátor tepelné energie), jsou očíslovány. Pokud jsou větve z napájecího potrubí, jejich označení se provádí velkými písmeny v abecedním pořadí. Stejný dopis s tahem označuje sběrný bod každé větev na hlavním potrubí zpětného chodu.

Při označování počátku větví topných zařízení je uvedeno číslo podlahy (horizontální systémy) nebo větve - stoupačka (vertikální). Stejné číslo, ale s zdvihem, je umístěno v místě jejich připojení k vratnému potrubí pro sběr chladicích toků. U dvojice jsou tato označení číslem každé větve odhadované plochy. Číslování je ve směru hodinových ručiček od levého horního rohu plánu. Délka každé větve je také určena podle plánu, chyba není větší než 0,1 m.

Na půdorysu topného systému pro každý z jeho segmentů se považuje tepelné zatížení, které odpovídá tepelnému toku přenášenému chladicí kapalinou, a to se zaokrouhluje až na 10 wattů. Po určení pro každé topné zařízení ve větvi se určuje celkové tepelné zatížení hlavního napájecího potrubí. Jak je uvedeno výše, zaokrouhlování získaných hodnot je až 10 wattů. Po výpočtech by měl každý úsek mít dvojité označení, které udává množství tepelného zatížení v čitateli av jmenovateli - délku průřezu v metrech.

Požadované množství (spotřeba) chladicí kapaliny v každé sekci lze snadno stanovit vydělením množství tepla v oblasti (opraveného koeficientem zohledňujícím specifickou tepelnou kapacitu vody) teplotním rozdílem mezi ohřátým a chlazeným chladivem v této oblasti. Je zřejmé, že celková hodnota pro všechny vypočtené plochy poskytne požadované množství chladicí kapaliny v celém systému.

Bez podrobností bychom měli říci, že další výpočty nám umožňují stanovit průměry trubek každé části topného systému, tlakové ztráty na nich, a vytvořit tak hydraulické spojení všech cirkulačních kroužků v komplexních vodních vytápěcích systémech.

Důsledky chyb při výpočtu a způsob jejich opravy

Je zřejmé, že výpočet hydrauliky je poměrně složitá a rozhodující fáze vývoje vytápění. Pro usnadnění těchto výpočtů byl vyvinut celý matematický přístroj, existuje řada verzí počítačových programů určených k automatizaci procesu jeho provádění.

Přes to, nikdo není imunní před chybami. Mezi nejběžnější volbu výkonu tepelných zařízení bez provedení výpočtu uvedeného výše. V tomto případě je kromě toho, že náklady na samotné baterie chladiče jsou vyšší (je-li výkon vyšší, než je požadováno), bude systém nákladný, spotřebovává větší množství paliva a bude vyžadovat významnější obsah. Jednoduše řečeno, pokoje budou horké, větrací otvory jsou neustále otevřené a budete muset platit za vytápění ulice navíc. V případě podhodnoceného výkonu budou pokusy o topení vést k vyššímu výkonu kotle a budou vyžadovat vysoké finanční náklady. Chcete-li napravit takovou chybu, je poměrně obtížné, může být nutné úplně obnovit veškeré vytápění.

Pokud se instalace baterií chladiče provádí nesprávně, sníží se i celkový výkon celého topného systému. Mezi takové chyby patří nesprávná instalace baterie. Chyby této skupiny mohou snížit přenos tepla nejkvalitnějších tepelných zařízení na polovinu. Stejně jako v prvním případě bude mít přání zvýšit teplotu v místnosti další náklady na energii. Chcete-li opravit chyby při instalaci, stačí často znovu nainstalovat a znovu připojit baterie chladiče.

Další skupina chyb se týká chyby při určování požadovaného výkonu zdroje tepla a topných zařízení. Pokud je výkon kotle zřetelně vyšší než výkon topných zařízení, bude pracovat neefektivně a spotřebovávat větší množství paliva. Existuje dvojnásobné překročení výdajů: v době nákupu takového kotle a během provozu. K nápravě situace musí být změněn takový kotel, radiátory nebo čerpadlo nebo dokonce všechny potrubí systému.

Při výpočtu požadovaného výkonu kotle může dojít k chybě při určování tepelných ztrát budovy. V důsledku toho bude kapacita generátoru tepla nadhodnocena. Výsledkem bude nadměrná spotřeba paliva. Chcete-li opravit chybu, musíte vyměnit kotel.

Chybný výpočet vyvažování systému, porušení požadavků na přibližnou rovnost poboček apod. Může vést k potřebě instalace silnějšího čerpadla, které vám umožní dodat nosič do dálkových topných zařízení ve vyhřívaném stavu. V tomto případě se však může objevit "zvukový doprovod" ve formě hluku, píšťalky atd. Pokud se takové chyby vyskytnou v podlahovém systému s ohřátou vodou, může vzniknout "zpěvná podlaha" z instalace silného čerpadla.

Pokud chyby určují požadované množství chladicí kapaliny nebo přenos gravitačního systému na nucenou cirkulaci, může být jeho objem příliš velký a zařízení pro vytápění na dálku nebude fungovat. Stejně jako dříve se pokusy vyřešit problém zvýšením intenzity vytápění povede k nadměrné spotřebě plynu a opotřebení kotle. Problém lze vyřešit pomocí nového čerpadla a hydraulické jehly, tj. Musí být napájecí stanice opět vyměněna.

Koneckonců lze jednoznačně říci, že provedení hydraulického výpočtu topného systému zajistí minimalizaci nákladů ve všech fázích návrhu, instalace, instalace a dlouhodobého provozu vysoce účinného systému ohřevu vody.

Top